Funktionen moderner ferngesteuerter Drohnen

Die Frage, was RC-Drohnen sind und wie sie funktionieren, kann in wenigen Sätzen buchstäblich beantwortet werden. Die innovative Drohnen-Technologie wird ständig weiterentwickelt, und große finanzielle Ressourcen großer Unternehmen führen dazu, dass alle paar Monate immer fortschrittlichere Konstruktionen auf den Markt kommen. Wir werden die Funktionen moderner ferngesteuerter Drohnen diskutieren. Funktionen moderner ferngesteuerter Drohnen

In diesem Artikel werden wir versuchen, die UAV – Technologie (Unmanned Aerial Vehicle) zu diskutieren , die auf einem der beliebtesten Modelle auf dem Markt basiert und mit der neuesten Technologie ausgestattet ist. Die meisten fortschrittlichen Drohnenmodelle haben technologisch sehr ähnliche Systeme.

Die Technologie unbemannter Luftfahrzeuge im weitesten Sinne deckt alles ab – von der Aerodynamik der Drohne über die Materialien, aus denen sie hergestellt wurde, über die Elektronik, die Art der verwendeten Elektronikplatine bis hin zum Chipsatz in der Software des Modells.

Das Modell Phantom 2 Vision + gilt als eines der bekanntesten Modelle ferngesteuerter Drohnen auf dem Markt . Es ist eines der beliebtesten, wenn nicht sogar das beliebteste Modell für die Aufnahme professioneller Luftbilder und -videos. Obwohl seit seiner Premiere viele Monate vergangen sind, werden viele fortschrittliche Technologien verwendet, die in den neuesten Drohnenmodellen dupliziert wurden. Die Phantom 2 Vision + ist eine UAV-Drohne, mit der sich die Drohnen-Technologie am einfachsten erklären lässt, da sie über alle erforderlichen Innovationen und Geräte verfügt.

Wie die Drohne funktioniert

Eine typische Drohne (oder vielmehr ein unbemanntes Luftfahrzeug, wie solche Strukturen genannt werden sollten) besteht aus sehr leichten Verbundwerkstoffen, deren Aufgabe es ist, das Gewicht zu reduzieren und die Manövrierfähigkeit der Vorrichtung zu erhöhen. Verbundwerkstoffe mit erhöhter Haltbarkeit ermöglichen es bei Militärdrohnen, sehr hohe Höhen zu erreichen. Die Drohnen sind mit der neuesten Technologie wie Infrarotkameras , GPS oder sogar Lasern ausgestattet und können ferngesteuert oder über ein am Boden befindliches Cockpit gesteuert werden . Funktionen moderner ferngesteuerter Drohnen / Foto

Wir können auf eine Menge Abwechslung stoßen, wenn es um die Abmessungen der Drohne selbst geht. Große Drohnen mit einer großen Nutzlast, wie der Predator, werden beim Militär eingesetzt, andere, kleinere, können direkt von der Hand abheben, und wieder andere benötigen einen speziellen Ort für Start und Landung. Das unbemannte Luftfahrzeugsystem besteht aus zwei Teilen: der Drohne selbst und dem Steuerungssystem.

Auf der Vorderseite der Drohne finden wir alle Sensoren und Navigationssysteme. Der gesamte verbleibende Bereich kann frei genutzt werden, da die Drohne keinen zusätzlichen Platz für Personen benötigt, die das Modell in der Luft steuern würden. Die für den Bau von Drohnen verwendeten Materialien sind hochwertige Verbundwerkstoffe, die Vibrationen absorbieren und gleichzeitig die während des Fluges entstehenden Geräusche reduzieren können.

UAV-Technologie

Werfen wir einen Blick auf die Technologie hinter den Flaggschiff-UAV-Modellen. Dies gibt uns einen Überblick über die einzelnen Elemente, die in professionellen Flugmodellen enthalten sind.

Positionierung und Rückkehr zur Basisfunktion

Das Flugradar und das Bedienfeld / RC-Instrument zeigen die aktuelle Position des Modells in Bezug auf den Piloten an. Nach Überschreiten der Reichweite (Verlust der Kontrolle über das gesteuerte Modell) wird die Rückkehr zur Startfunktion automatisch aktiviert, was bedeutet, dass das Modell automatisch zum Startpunkt zurückkehrt und sicher landet.

Gyroskop, Flugsteuerung

Die Kreiselstabilisierung ist eines der Elemente, die einen reibungslosen Flug des Modells ermöglichen. Das Gyroskop reagiert sofort auf alle Kräfte, die auf das Modell in der Luft einwirken, stabilisiert seine Bewegungen und liefert dem Fluglotsen die erforderlichen Navigationsinformationen. Funktionen moderner ferngesteuerter Drohnen

Die Integrated Unit of Computing Unit (IMU) führt Berechnungen basierend auf der tatsächlichen Beschleunigung basierend auf einem oder mehreren Beschleunigungsmessern durch. Die IMU erkennt Änderungen der Rotationsattribute wie Nick-, Roll- und Gierattribute mithilfe eines oder mehrerer Gyroskope. Einige IMUs verwenden ein Magnetometer, um das Modell zu kalibrieren.

Das Gyroskop ist ein Bestandteil der IMU, während die IMU eine Schlüsselkomponente der Flugsteuerung ist, d. H. Das gesamte Gehirn eines unbemannten Flugzeugs.

Flugparameter auf dem Bildschirm

Die meisten fortschrittlichen Designs ermöglichen Flugtelemetrie direkt auf dem Bildschirm eines mobilen Geräts (Smartphone, Tablet).

Verbotene Fluggebiete

Um die Flugsicherheit zu erhöhen und Flugunfälle in eingeschränkten Flugbereichen zu vermeiden, verwendet die Drohnen-Software die Funktion “Flugverbotszone”, die das Modell effektiv daran hindert, in die Sperrzone zu fliegen. Daher ist ein Flug innerhalb von Flughäfen, Landebahnen, Militärstützpunkten usw. nicht möglich.

GPS und flugbereite Technologie

Mit einem GPS-System ausgestattete Drohnen verbinden sich nach der Kalibrierung mit den Satelliten, ähnlich wie bei der Autonavigation. Nach erfolgreicher Verbindung mit sechs Satelliten kann das Modell in den flugbereiten Modus wechseln und durch die Luft fliegen, ohne dass eine Panache-Kontrolle erforderlich ist. Funktionen moderner ferngesteuerter Drohnen

Kompass- und ausfallsichere Funktion

Sie ermöglichen es UAVs, den genauen Standort eines Fluges zu erkennen. Die Kalibrierung des Kompasses ist erforderlich, um die “Ausgangsposition” einzustellen. Dies ist der Ort, an dem das Modell im Falle eines Reichweitenverlusts mit der Lenkvorrichtung zurückkehrt.

FPV-Technologie

FPV oder First Person View ist eine Technologie, mit der Sie Livebilder anzeigen können . Die im unbemannten Modell installierte Kamera überträgt das Bild direkt an den Piloten am Boden, wodurch der Pilot das Modell so fliegt, als wäre er an Bord, anstatt die Drohne von ihrer aktuellen Position aus zu betrachten.

Die FPV-Technologie ermöglicht es der Drohne, viel weiter und über größere Entfernungen zu fliegen als durch Beobachtung des Modells vom Boden aus. Diese Technologie ermöglicht ein viel präziseres Umfliegen von Hindernissen, insbesondere dort, wo es aus der Sicht einer am Boden stehenden Person, beispielsweise in Waldgebieten, unmöglich wäre. Die Bildübertragung basiert auf der Funkdatenübertragung.

Die Drohne ist mit einem drahtlosen Mehrkanal-FPV-Sender mit eingebauter Antenne ausgestattet. Je nach Modell kann das fpv-Bild vom RC- Sender , fpv-Monitor , Computer, Tablet oder Smartphone empfangen werden .

Ingenieure übertreffen sich gegenseitig in neuen Konzepten und erhöhen ständig die Reichweite der fpv-Übertragung . Je höher die Leistung des fpv-Senders ist, desto größer ist die Entfernung, aus der das Bild empfangen wird. Die neuesten Designs führender Hersteller kommerzieller Drohnen ermöglichen eine Bildübertragung aus einer Entfernung von bis zu 7 Kilometern!

Die integrierten Flugregler und intelligente Algorithmen einen neuen Standard für die drahtlose Bildübertragung von FPV zu einem maximalen Verringerung der Latenzzeit, Reichweite und Zuverlässigkeit zu erhöhen.

FPV über 4G- und LTE-Netze

Im vergangenen Jahr wurde eine neue Technologie eingeführt, die die Bildübertragung über das 4G / LTE-Netz ermöglicht. Dank dieser Lösung wurde die Bereichsgrenze praktisch aufgehoben und Verzögerungen bei der Bildübertragung auf ein Minimum reduziert. Das Basismodell der Drohne mit dieser Technologie ist zusätzlich mit einem 4G / LTE-Modem ausgestattet. Funktionen moderner ferngesteuerter Drohnen

Flugsoftware und Assistent

Das Flugsteuerungssystem kommuniziert mit einem PC über einen Micro-USB-Anschluss, wodurch die unbemannte Luftfahrzeugsoftware schnell und einfach aktualisiert werden kann. Die Drohne ist eigentlich ein fliegender Computer mit einer installierten Kamera. Die Software der Modelle kann jederzeit aktualisiert werden, sodass Sie Fehler beseitigen und neue Funktionen implementieren können.

LED-Beleuchtung

Ferngesteuerte Drohnen haben eine Vorder- und Rückbeleuchtung. Die LEDs zeigen an, wo sich die Vorderseite des Geräts und wo sich die Rückseite befindet. Darüber hinaus verwenden die Modelle LEDs, um über den Batterieladestatus oder viele andere Flugparameter zu informieren.

UAV-Steuerungssystem – Sender und Empfänger

Das Modell wird auf Basis der drahtlosen Kommunikation mit 5,8-GHz-Technologie gesteuert. Das Flugzeug ist werkseitig mit dem Sender verbunden. Falls der Sender nicht mit dem Empfänger verbunden ist, ist der Empfänger mit einem speziellen Knopf oder Jumper ausgestattet, mit dem er mit der Fernbedienung gekoppelt werden kann.

Erweiterung des Kontrollbereichs über das UAV-Modell

Es ist ein drahtloses Kommunikationsgerät, das mit 2,4 GHz arbeitet. Es wird verwendet, um die Kommunikationsreichweite zwischen einem Smartphone oder Tablet und dem Flugzeug in einem offenen, ununterbrochenen Bereich zu erweitern. Die Übertragungsentfernung kann 700 Meter betragen. Jede Bereichserweiterung verfügt über eine eindeutige MAC-Adresse und einen eindeutigen Netzwerknamen (SSID). Funktionen moderner ferngesteuerter Drohnen

Die neuesten Drohnenmodelle haben eine werksweite Reichweite von bis zu 5 Kilometern. Dank des “Range Extender” -Geräts können wir diese Reichweite deutlich erhöhen.

Anwendung mit Ground Staion

Nachdem wir eine kostenlose Anwendung aus dem Goggle Play oder dem Apple Store entführt haben, haben wir die volle Kontrolle über die Drohne. Mit dem Bodenstationsmodul, das mit den neuesten Modellen ausgestattet ist, können Sie an zuvor auf Ihrem Smartphone oder Tablet festgelegten Punkten in der Luft fliegen. Es ist auch möglich, Höhe und Gesamtgeschwindigkeit einzustellen. Das nennt man FPV-Modell-Missionsplanung. Nach der Aktualisierung der Kontrollpunkte führt die Drohne ihren eigenen Flug durch.

Hochwertige Kamera

Die modernsten Drohnenmodelle verwenden Digitalkameras, für die sich viele Fernsehstudios nicht schämen würden. 1080P Bildspeicherung bei 30 fps und kristallklares Bild ist das absolute Minimum. Modelle von Marken wie Walkera , Yuneec und DJI bieten bereits Kameras an, die Bilder in 4K-Auflösung aufnehmen und 12-Megapixel-Fotos aufnehmen können!

Viele frühere Entwürfe verwendeten Kameras, die in der Luftbildfotografie nicht gut funktionierten. Sie waren durch Verzerrungen gekennzeichnet, die sich aus den Unvollkommenheiten der Linsen ergaben. Glücklicherweise wurden diese Probleme mit dem Fortschritt der Technologie gelöst.

Noch wichtiger ist, dass das Angebot vieler Hersteller um Kardanringe und Kameras mit optischem und digitalem Zoom erweitert wurde . Zum Beispiel bietet das Modell Zenmuse Z30 von DJI einen 30-fachen analogen und einen 6-fachen Digitalzoom für insgesamt 180-fache Vergrößerung! Dies ermöglicht mehr industriellen Anwendungen wie der Überprüfung von Zelltürmen oder Windkraftanlagen, um einen sehr detaillierten Überblick über Strukturen, Kabel, Module und Komponenten zu erhalten, um Schäden zu erkennen. Andererseits haben wir beim Modell Walkera Voyager 4 die Möglichkeit, eine analoge Vergrößerung von 18 zu erzielen und 360-Grad-Filme mit 30 Bildern pro Sekunde und in 4K-Qualität aufzunehmen. Um eine 360-Grad-Videoaufzeichnung zu ermöglichen, verwendete der Hersteller 3-Achsen-Kardanringe in bürstenloser Technologie.

Kardanringe und Neigungskontrolle

Technologie, die Kardanringe verwendet (ein Gerät, das die Bewegungen der Kamera aufrechterhält und steuert), ist ein unverzichtbares Element der Luft-, Film- und 3D-Filmaufnahme. Die Aufgabe des Kardanrahmens besteht darin, Vibrationen zu absorbieren, die sich aus dem Betrieb der Motoren der Drohne ergeben, damit sie nicht auf die Kamera übertragen werden. Sie ermöglichen das Kippen oder Einstellen der Kamera in einem geeigneten Winkel während des Fluges. Kardanringe in professionellen Modellen sind 3-Achsen-Versionen (d. H. Sie können vorwärts / rückwärts kippen, nach links / rechts drehen und horizontal kippen). Sie können sowohl im fpv- als auch im Nicht-fpv-Modus arbeiten. Wie sieht die Zukunft von Modellen mit Kardanrahmen aus? Wir werden sehen. In diesem Jahr wurde ein Chip namens H22 eingeführt, der für Kameras entwickelt wurde, die in Drohnen verwendet werden. Es wurde entwickelt, um 4K HD-Filme aufzunehmen und ist mit einer Bildstabilisierungstechnologie ausgestattet, die die Verwendung von Kardanringen ausschließt.

Sensoren in Drohnen

Es wird immer häufiger, Sensoren wie einen Wärmesensor, einen photogrammetrischen Sensor, einen Abstandssensor und andere in unbemannten Schiffsmodellen zu verwenden. Dank ihnen ist es möglich, 3D-Objekte, die Architektur und den Boden zu scannen. Wir können sie verwenden, um die Gesundheit von Pflanzen, Blumen, Bäumen und sogar wilden Tieren zu untersuchen.

Entfernungssensoren, Tiefensensoren, können zum Scannen von Objekten, zur Navigation in Innenräumen, zur Vermeidung von Hindernissen, zur Gestenerkennung, zur Objektverfolgung, zur Volumenmessung, zur 3D-Fotografie, zu Reality-Spielen usw. verwendet werden.

Dank Lidar-Kartierung und Photogrammetrie sind die Drohnen so programmiert, dass sie mithilfe der autonomen GPS-Navigation in einem bestimmten Gebiet fliegen. Die Kamera des Modells nimmt Fotos in Intervallen von 0,5 oder 1 Sekunde auf. Diese Fotos werden mit einer speziellen Software zusammengeführt, um ein 3D-Bild zu erstellen.

Software zum Bearbeiten von Filmen

Neben dem erstklassigen Modell bieten die Hersteller hochwertige Software, mit der Sie zuvor aufgenommenes Material bearbeiten können. Das von den Kameras der Geräte aufgenommene Bild wird verlustfrei im bei Filmemachern beliebtesten Rohformat gespeichert.

Drohnen-Betriebssysteme

Einige der unbemannten Luftfahrzeuge verwenden das Microsoft Windows-Betriebssystem. Trotzdem basiert die überwiegende Mehrheit auf verschiedenen Linux-Versionen wie dem Dronecode-Projekt. Funktionen moderner ferngesteuerter Drohnen

Dronecode ist ein Open Source-Projekt, das in Zusammenarbeit mit nicht assoziierten Programmierern erstellt wurde. Dank der gemeinsamen Arbeit von Tausenden von Menschen erhalten wir eine hervorragende Open-Source-Plattform für UAV-Drohnen. Wie wir bereits geschrieben haben, fliegen Drohnen Computer, was auch Nachteile hat. Sie verfügen über Betriebssysteme, Flugsteuerungen, programmierbare Motherboards und können wie Computer gehackt oder viralisiert werden.

Neueste Innovationen – Funktionen moderner ferngesteuerter Drohnen

Der Drohnenmarkt entwickelt sich sehr dynamisch. Praktisch jeden Monat erfahren wir mehr über immer neuere Funktionen ferngesteuerter Modelle . Erst in den letzten rund zehn Monaten wurden solche Verbesserungen als Kollisionsvermeidung dank in der Drohne installierter Sensoren eingeführt. Folgen Sie mir Funktionen, dank derer die Drohne dem Objekt folgt, über bestimmte Punkte fliegt, auf Gesten reagiert und in der Luft schwebt . Drohnen haben so große Verwendungsmöglichkeiten. Nach der Montage einer Kamera oder von Sensoren wie LiDAR, Thermal, ToF, Multispectral und vielen mehr wächst der Anwendungsbereich für Drohnen.

Bis vor einigen Jahren wurden die meisten der im obigen Artikel beschriebenen Funktionen nur in militärischen UAV-Modellen und anderen geheimen Projekten verwendet. Aufgrund der technologischen Entwicklung kann praktisch jeder die modernsten Lösungen verwenden. Wie wird die Technologie der Zukunft aussehen und welche Rolle werden Drohnen in unserem Leben spielen? Wir werden es bald herausfinden.