Навигация квадрокоптера с использованием монокулярного зрения

Внешнее обследование и моделирование зданий и других крупногабаритных объектов

Наверняка кто-то из наших читателей участвовал в проектах по созданию трехмерных панорам для Google Maps (или других, аналогичных).

Нечто подобное можно провернуть и с квадрокоптером. Для этого можно воспользоваться уже описанным выше методом фотограмметрии. Или использовать новейшие разработки – такие как камеры Intel Real Sence.

Если совместить съемку и бесконтактные измерения… Вариантов получится очень много – все дело в фантазии. Можно искать трещины, проверять качество покраски, или просто создавать точные электронные макеты зданий (и не только зданий) в самых неудобных условиях.

Самый мощный квадрокоптер в мире: габариты и характеристики

Габариты прототипа впечатляют. При весе в 340 кг он имеет 4,5 м в длину и 5,5 м в ширину. Силовая установка состоит из восьми двигателей вращающихся в противоположных направлениях, расположенных попарно на концах двух поперечных стоек. Движителями служат 182-сантиметровые лопасти.

Подробные полетные характеристики пока не раскрываются, но известно, что коптер способен летать на высоте в десятки метров со скоростью до 112 километров в час. Согласно опубликованной информации мощный аппарат обладает рекордной грузоподъемностью в 226 кг. Это гораздо больше, чем у большинства пассажирских прототипов (в среднем 120 кг). Для сравнения в потребительском сегменте лидирует Agras MG-1 от DJI, способный транспортировать 10 кг полезного груза.

Своим появлением самый большой квадрокоптер (если точнее октокоптер) обязан технологиям компании Aurora Flight Sciences, купленной американским авиастроительным гигантом в прошлом октябре. Конструирование и постройка аппарата рекордны сами по себе. Процесс был выполнен за три месяца командой из 50 сотрудников Boeing и Aurora.

Постройка гражданского грузового октокоптера – неожиданная смена курса для компании, которая до этого направляла свои разработки дронов в военное русло. Военные аппараты были скорее уменьшенными копиями самолетов или полноразмерными вертолетами с дистанционным управлением.

Теперь компания из Чикаго с капитализацией в 97 млрд. долларов, кажется, осознала, что со временем сегмент логистики с применением беспилотных летательных аппаратов предоставит гораздо больше перспектив, чем военная индустрия. Вероятно, поэтому в качестве базовой архитектуры была выбрана концепция многопропеллерного дрона, успешно применяемая гражданскими службами, а не типичный дизайн военных беспилотников.

Такой сценарий предполагает использование больших дронов в качестве «воздушных грузовиков», доставляющих продукцию со складов производителей в магазины. Или для беспилотной доставки оборудования на удаленные объекты наподобие нефтяных вышек.

Пассажироперевозки с использованием квадрокоптеров развиваются активнее. В последние несколько лет на основных выставках бытовой электроники и авиации ряд производителей представили свои концепты. Некоторые из них, к примеру, китайский Ehang, уже принимают участие в программе дубайского дорожного управления по организации воздушного такси.

В любом случае рои дронов, снующих между аэропортами и городами, производствами и магазинами или даже междугороднее сообщение с их применением перестали быть фантастикой. Скорее всего, это наше будущее и не настолько далекое.

Как найти улетевший квадрокоптер в городе

Если вы летаете в городской черте, то будьте готовы к тому, что может засбоить GPS (особенно часто это случается в Москве – используется подмена координат) и ваш дрон отправится неизвестно куда.

Если квадрокоптер перестал слушать управления, тут же переключайте его в “ручной режим” и летите к точке взлета! 

Если дрон все же улетел, то его скорее всего кто то найдет раньше, чем вы до него доберетесь и отключит питание.

Для полетов в городе необходимо сделать следующие вещи заранее:

1. Написать номер телефона на дроне. Лучше всего выгравировать дремелем, затереть краску в бороздки, покрыть лаком. Но, можно и просто написать маркером и заклеить поверх скотчем.

Если вы боитесь неадекватов которые могут найти ваш дрон, то купите для связи симку “у метро”, они анонимные и пока на счету есть деньги – они вполне работают, этот номер и напишите на квадрокоптере. 

2. Установите внутри дрона GPS маяк с отдельным питанием. Это поможет найти вашего беглеца, если его отключат от аккумулятора.

3. Если поиски не увенчались успехом – наклейте объявления в вероятных местах приземления дрона.

Как показывает практика, в 90% случаев положительных поисков в городе – происходит возврат от нашедших ваш дрон. А что бы они могли с вами связаться, как раз и нужен номер телефона на квадрокоптере или объявления.

Как регистрировать квадрокоптеры и другие БПЛА

В рамках установки регламента пользования квадрокоптерами и другими БПЛА недавно была принята необходимость учета всех беспилотных летательных средств, в том числе дронов, коптеров, авиационных моделей с радиоуправлением. Чтобы не столкнуться с нарушениями при полете, запомните следующие правила:

• беспилотные воздушные суда весом от 30 и более килограммов подлежат госрегистрации;
• летательные устройства, масса которых находится в диапазоне 0.25-30 кг, подлежат постановке на учет (без обязательной госрегистрации).

Требования распространяются в равной степени на квадрокоптеры, дроны, авиационные модели, произведенные на территории России или ввезенные из-за границы.

Если у вас еще нет квадрокоптера или вы хотите обновить свою модель, загляните в нашу подборку лучших дронов с камерой. Мы собрали аппараты средней ценовой категории – они подойдут начинающим пилотам и станут отличным способом познакомиться с миром БПЛА.

Что в коробке

Я решил приобрести одну из самых продаваемых моделей – Eachine E58 в максимальной комплектации.

В коробке нашел:

■ сам квадрокоптер, он реально маленький и в сложенном состоянии помещается на ладони
■ пульт управления с креплением для смартфона
■ 4 аккумулятора на 500 мАч каждый (примерно по 10 минут полета)
■ защитные накладки для полета в помещении
■ 4 запасных лопасти
■ кабель для одновременной зарядки 4 аккумуляторов
■ отвертка
■ чехол для транспортировки устройства

Сам дрон небольшого размера. Габариты в сложенном состоянии составляют 12.5 х 7.5 х 5 см, в готовом к полету положении размеры составят 27 х 19.5 х 5 см.

Eachine E58 является очень точной копией дрона DJI Mavic, только уменьшенной в два раза. Включение и подготовка к старту занимает считанные секунды.

Китайский клон против оригинала

Пульт тоже скопировали у DJI, только рожки-антенны сделали для вида, на самом деле антенна одна и находится внутри корпуса. Крепление для смартфона предусмотрено снизу. Обычные модели iPhone помещаются без проблем, а вот Plus или Max уже не установишь.

Качество пластика среднее, ощущается бюджетность решения, он материал матовый, не собирает грязи и не вызывает неприятных ощущений.

Органы управления в меру тугие и не разболтанные, все кнопки отчетливо нажимаются без люфтов и мертвых зон.

WLtoys Q333-C

Прекрасный образец того, как из популярнейшей и весьма дорогой модели коптера для аэросъемок китайские умельцы делают внешне схожую игрушку. WLtoys озаботилась небогатыми почитателями DJI Inspire и впустила дрон, повторяющий дизайн мирового флагмана с его знаменитыми опускающимися и поднимающимися шасси. В этом обзоре это единственный дрон, на котором я не летал лично, но посчитал правильным включить в обзор из-за необычного решения. Во всем остальном ничего выдающегося. Коллекторные двигатели с редуктором, аккумулятор двухбаночный 7,4 вольта с внушительным объемом 2000 мАч. Этот квадрик не хуже и не лучше остальных в этом классе. Хотя в воздухе смотрится очень вау-эффектно. В Китае стоит около 90 долларов. 

• Размеры (диагональ): 33 см
• Время полета: 8 минут
• Дальность ДУ: 100 метров
• Цена: $91
• Фишка: клон DJI Inspire

Я специально не включал в этот обзор последние новинки и аппараты с бесщеточными двигателями (а их до 100 долларов уже есть в доступности). Все приведенные в обзоре модели легко доступны как для заказа из Китая, так и для покупки уже привезенных в страну, причем доступность запчастей и дополнительных аккумуляторов тоже послужили критерием выбора, поскольку креши для новичков неизбежны все равно и свои леталки придется время от времени ремонтировать. Но в ближайшее время обещаю подготовить обзор новинок, которые может быть еще не очень доступны, но точно представляют интерес. И не только для новичков.

Различные мультироторные системы для развлечений, спорта и зарабатывания денег появляются ежедневно. Каждый современный здравомыслящиий индивидуум просто обязан освоить управление дроном. Это такое же модное комильфо в наше время, как водить машину или разбираться в сортах вина и сыра. А одно из проявлений этого нового феномена будет вот прямо вот: 10-11 июня на арт-заводе «Платформа» – Moyo Drone Fest, в рамках которого впервые в Украине под эгидой спортивной лиги Rotor GP будет проводиться этап кубка мира по дрон-рейсингу (гонках на беспилотных квадрокоптерах). 

Для тех, кто хочет знать больше

• Обзор квадрокоптера Ryze Tello: лучший дрон для первой покупки
• Новые китайские бренды: Syma — квадрокоптеры и радиоуправляемые модели
• Профессии квадрокоптеров: как дроны меняют нашу жизнь
• Доставка с помощью дронов — миф или реальность?
• 10 дронов которые изменят наш мир в течение 10 лет

Видео угона квадрокоптера

Как оказалось у всех квадрокоптеров Syma один протокол передачи данных, а защита заключается в запоминании идентификатора пульта управления.

С помощью небольшого девайса состоящего из одноплатного компьютера Raspberry Pi (или Arduino) и небольшой платки с ВЧ частью можно легко перехватить управление таким квадрокоптером.

При этом, привязанный пульт продолжает работать. Вся фишка в том, что самописное ПО позволяет слать пакеты с отсканированным идентификатором (притворяясь  пультом управления владельца) гораздо чаще, чем это делает штатный пульт. В результате, если квадрокоптер получает 3 команды “газ в 0” потом одну “газ 60%”, снова три “газ в 0” и тд – то он идет на снижение.

Квадрокоптеры управляемые через планшет или телефон так же легко подвержены перехвату управления.

Так в 2012 году во время проведения PHDays было перехвачено управление AR.Drone.

Сергей Азовсков смог вмешаться в управление используя уязвимость в ПО управления квадрокоптером.

В том же году публиковались работы по использованию приложения Aircrack-ng для взлома WiFi сети создаваемой квадриком, а сами квадрокоптеры удавалось идентифицировать благодаря особенностям их MAC-адреса. Все квадрокоптеры этого типа имеют однотипные адреса, которые и позволяют отличить их от иных беспроводных устройств.

Вот видео объясняющая принцип использования уязвимости.

А вот видео запись с конференции Defcon 21, это лекция “Phantom Network Surveillance UAV / Drone”

Как видите – 2012 год оказался весьма продуктивным 🙂

В 2014 году ведущие канала Hack5 прикрутили WiFi Pineapple (спец. WiFi роутер с самописной прошивкой) к Phantom и гонялись за AR.Drone сбивая его на землю.

https://youtube.com/watch?v=UJhN4FTVlm4

В видео ниже авторы канала рассказывают как именно было произведено вмешательство в управление.

В 2015 году Rahul Sasi взламывает AR.Drone 2 и налету модифицирует ПО квадрика, при этом сам квадрокоптер становится участником “ботнета” и может взламывать другие AR.Drone 2.

Описание “дыры в ПО”  на видео ниже.

Как видите – опасности перехвата управления подвержены не только “дешевые китайские летающие игрушки”. Так же не стоит забывать и об атаках GPS-спуфинг – в 2011 году в Иране с помощью подмены сигнала от GPS спутников было перехвачено управление БПЛА RQ-170 Sentinel, а это вам не “игрушечный квадрик”.

→

→

→

→

→

Parrot Airborne night drone

Удобный малогабаритный детский квадрокоптер Parrot имеет максимально автоматизированную систему управления. В оснащение летательного аппарата входят пять корректирующих датчиков: магнитометр, барометр, 3-осевой гироскоп, акселерометр, а также ультразвуковой датчик.

Связь квадрокоптера с пользователем осуществляется по Bluetooth-каналу на расстоянии до 20 метров. Изображения сохраняются на встроенную память емкостью 1 Гбайт. Флипы автоматизированы, управление максимально упрощено – справится даже ребенок. Подсветка БПЛА в темноте выполняется двумя светодиодами, расположенными на корпусе модели. Общие габаритные размеры не превышают 15х15 см без защиты винтов (18х18.5 см с защитой).

В таблице вы найдете характеристики и цены указанных в статье моделей.

Если дрон украли после посадки

В российском законодательстве нет слова “нашел”, есть слово “украл”!

Подобрать найденный дрон по закону можно только для возврата владельцу или передачи его в компетентные органы.

Статья 227 ГК РФ. Находка
1. Нашедший потерянную вещь обязан немедленно уведомить об этом лицо, потерявшее ее, или собственника вещи или кого-либо другого из известных ему лиц, имеющих право получить ее, и возвратить найденную вещь этому лицу.
Если вещь найдена в помещении или на транспорте, она подлежит сдаче лицу, представляющему владельца этого помещения или средства транспорта. В этом случае лицо, которому сдана находка, приобретает права и несет обязанности лица, нашедшего вещь.

2. Если лицо, имеющее право потребовать возврата найденной вещи, или место его пребывания неизвестны, нашедший вещь обязан заявить о находке в полицию или в орган местного самоуправления.

3. Нашедший вещь вправе хранить ее у себя либо сдать на хранение в полицию, орган местного самоуправления или указанному ими лицу.

Фактически, если нашедший не связался с владельцем или не написал заявление в полицию о находке, то на него могут завести дело по “Статья 158 УК РФ. Кража.”

Если на дроне будет выгравирован номер телефона, то – во первых его легко опознать, во вторых с вами легко будет связаться. Да и нашедшему будет сложно отвертеться от 158 статьи.

Сразу начинайте отслеживать объявления в интернете по вашему городу о продаже квадрокоптеров. Связывайтесь с продавцами, просите фото (дескать хотите посмотреть комплектацию и состояние дрона). 

Если вы смогли опознать свой дрон – отправляйтесь к продавцу захватив пару друзей в качестве свидетелей и, желательно, участкового или любого другого полицейского из участка где проживает продавец. 

Если полиция не горит желанием вам помогать – то вместе с друзьями-свидетелями отправляйтесь к продавцу и вместо покупки доказывайте владение дроном (документы о покупке, если на дроне есть ID производителя, гравированный номер телефона, фотографии отличительных особенностей дрона и тд), предлагайте “вернуть за вознаграждение” (или без оного), обясните разницу между находкой и кражей.

В случае отказа возвращать квадрокоптер – вызывайте полицию для оформления кражи.

Рейтинг квадрокоптеров: цена качество. До 70 тыс. руб.

10. Quadcopter JJRC H20.

Начинает наш рейтинг квадрокоптеров самый недорогой дрон, который продается от 1 тыс. руб. Он маленький – размером с ладошку. Имеет 6 лопастей. Может управляться на дистанции до 100 метров. Имеет подсветку и возможность подзарядки через USB.

Quadcopter JJRC H20

Quadcopter JJRC H20

Quadcopter JJRC H20

9. Водонепроницаемый дрон Drone JJRC H31.

Этот квадрокоптер занял девятую строчку в нашем рейтинге. Его начальная цена составила от 1,9 тыс. руб. Это очень выгодный квадрокоптер в соответствии цена качество, для того чтобы научиться управлять квадрокоптерами. Он водонепроницаемый и водостойкий. Для новичков это хороший вариант. Можно натренироваться и купить дрон по серьезнее. Есть самые разные комплекты. Самый дорогой включает 5 дополнительных батарей.

Drone JJRC H31

Drone JJRC H31

Drone JJRC H31

8. Профессиональный дрон GW180 Drone Quadcopter

На восьмой строчке нашего рейтинга квадрокоптеров расположился дрон, который относится уже для профессионалов. Его цена составляет от 4 тыс. руб. Как и в предыдущего дрона, у этого есть разные комплектации.  Этот дрон оснащен двух мегапиксельной камерой, которую можно подключить к телефону. А сам телефон, можно удобно закрепить на пульте управления. Так же у дрона есть возможность прицепить экшн камеру.

GW180 Drone Quadcopter

GW180 Drone Quadcopter

7. Дрон Quadcopter X8HG.

Цена от 7,5 тыс руб. Это еще один профессиональный дрон в нашем рейтинге квадрокоптеров, который так же идет с разными комплектациями. Есть с разными камерами и с разными расцветками. Размер у него уже гораздо больше предыдущих – от винта до винта 50 сантиметров. Поэтому его малышом уже точно не назовешь.

Quadcopter X8HG

Quadcopter X8HG

6. Дрон Родео 150 Devo7, FPV Walkera аналог DJI Phantom.

Этот дрон продается от 29 тыс руб. Но вы только посмотрите он будто бы из будущего пришел к нам. Управляется джойстиком, но в комплекте идут идут 3D очки, чтобы видеть и ощущать себя в будущем.

Родео 150 Devo7

Родео 150 Devo7

Родео 150 Devo7

5. EHANG GHOSTDRONE 2.0.

В середине нашего рейтинга квадрокоптеров с камерой, расположилась эта модель, которая стоит от 36 тыс. руб. Если вы хотите за небольшие деньги качественный дрон, который умеет снимать в 4к, то это для вас. В нем куча возможностей, которому могут завидовать все предыдущие.  У дрона есть встроенный GPS трекер, так что вы его не потеряете. Все что нужно сделать это поставить приложение на смартфон. Но это еще не все. В приложении есть функция, которая может указать дрону, куда лететь. Его рекомендуют многие пользователи.

EHANG GHOSTDRONE 2.0

EHANG GHOSTDRONE 2.0

4. DJI Phantom 3.

Вот и пошли дроны самые серьезные и первый из них это этот. Крутая камера для съемки. Даже в режиме LIVE передает HD картинку. Встроенный автопилот умеет не только обходить препятствия но и возвращается на базу. Есть режим следуй за мной. И полноценное приложения на Google Play и Apple Store.

DJI Phantom 3

DJI Phantom 3

DJI Phantom 3

Лучшие квадрокоптеры с камерой

2. DJI Spark

Несмотря на то, что квадрокоптер DJI Spark летает дальше и выше конкурентов (500 метров) и управляется не только радиоканалом, но и WiFi, в воздухе он может находиться лишь минут 12. А стоит совсем немало – порядка 30 000 рублей. Камера у этого дрона с отличным разрешением (1080p), а фотографии и вовсе выходят на загляденье (2976х3968 пикселей). Есть поддержка управления жестами, но с ней придется изрядно попотеть, дрон этот язык не очень хорошо понимает.

3. Hubsan X4 FPV Brushless H501S Standard Edition

Квадрокоптер Hubsan X4 FPV Brushless H501S Standard Edition имеет только один недостаток – у него отсутствует стабилизатор видеосъемки, а вот разрешение камеры – лучшее для любительских моделей (1080p). Заявленные 20 минут полета дрон держится в воздухе уверенно, но и аккумулятор приходится заряжать довольно долго – 3,5 часа. Возвращение в точку взлета и следование за оператором, тоже весьма полезные функции. Учитывая не слишком неподъемную цену (около 15 000 рублей), Hubsan X4 FPV Brushless H501S Standard Edition становиться лучшим квадрокоптером с камерой.

Видеотрансляция мероприятий

Большинство популярных дронов умеют транслировать видео на пульт. Вместо него можно организовать наземную станцию, обеспечивающую передачу потока в реальном времени в интернет, в телевизионную сеть или на спутник.

Эта ниша уже занята – но пока такого рода услуги слишком дороги и доступны только крупным компаниям. Используя более простые аппараты и сетевое оборудование, не составляет труда организовать оперативную работу для любого, даже самого маленького канала – телевизионного или YouTube.

Под видеотрансляциями можно понимать еще один интересный вид заработка. В МЧС, полиции и охранных структурах штатных дроноводов почти нет. Совместной (не обязательно в штате) работы очень много — наблюдение за местами пожаров, чрезвычайных ситуаций, охраняемых объектов и даже при поимке преступников.

Лучшие профессиональные квадрокоптеры

9. DJI Mavic 2 Pro

Квадрокоптер DJI Mavic 2 Pro оснащен отличной видеокамерой с матрицей на 20 мегапикселей и отличается хорошим временем полета — около 30 минут. Камера поддерживает HDR, делает фотографии в разрешении 3648х5472 точки, способна снимать FullHD видео на 120 кадрах в секунду и видео в формате 4к на 30 кадрах. У аппарата 8 гигабайт встроенной памяти для хранения фото и видео. Максимальная высота полёта — 500 метров, дальность управления по радиоканалу — 5 километров. Стоит ли за это платить почти вдвое больше цены любого конкурента (около 124 000 рублей), решать вам.

10. DJI Mavic Air Fly More Combo

Единственным недостатком квадрокоптера DJI Mavic Air Fly More Combo является его излишняя шумность, а вот камера с разрешение 2160p и частотой 120 кад/сек, такая же прекрасная, как и у остальных претендентов на трон лучшего премиального квадрокоптера. Остальные характеристики тоже на уровне: скорость 19 м/с, время полета около 20 мин, смонтированы ультразвуковой датчик, барометр, датчик визуального позиционирования, инфракрасный датчик. Стоит аппарат недёшево (около 80 000 рублей) во многом из-за богатой комплектации (3 аккумулятора Li-Po, пропеллеры (6 пар), защита пропеллеров и т.п.).

11. DJI Mavic Air

Квадрокоптер DJI Mavic Air по своим базовым характеристикам полностью идентичен предыдущей модели: максимальная скорость до 19 м/с, высота полёта — до полукилометра, максимальное время в воздухе — 21 минута, скорость ввзлёта и посадки 3 и 4 м/с соответственно, 8 гигабайт встроенной памяти, высокоскоростная камера с поддержкой 4к и 120 кадров в секунду в режиме FullHD. Все те же дополнительные функции (автоматический взлет и посадка, управление жестами, вид от первого лица (FPV), возвращение в точку взлета, следование за оператором) у этого дрона тоже есть, но стоит он дешевле конкурентов – около 50 000 рублей.

Бюджетные квадрокоптеры со встроенной видеокамерой

В сравнении с профессиональными образцами любительские беспилотники не выделяются функциональностью. Но среди них есть удачные примеры, которые подойдут для начинающих.

CXHOBBY CX-10W

Управляемый модуль достойно показывает себя в комнате и на просторе. Пилотируется с помощью приложения на телефоне. При весе в 15 грамм коптер оснащен встроенной камерой без поддержки карт памяти. Видео сохраняется во внутреннем хранилище телефона.

Toys V666

Привлекательный дизайн компенсирует недостаток динамики. Аппарат хорошо показывает себя в условиях умеренной погоды. При сильном ветре теряется точность управляемости. Эффект паруса можно убрать заменив пенопластовую защиту на более тяжелый аналог.

Лучшие квадрокоптеры с камерой комплектуются видеоустройствами с разрешением не менее 1080p – в зависимости от сборки. При удалении более чем на 100 метров, резко падает качество сигнала. Возможна авария беспилотника.

X4 Star Pro H507A

Это хороший и недорогой квадрокоптер. Как любой из категории — лучшие квадрокоптеры с камерой, отличается качественной сборкой и материалами корпуса, присущими премиальному сегменту. Наличие мощных двигателей и стабилизаторов, позволяет сохранить плавность хода даже при сильных порывах ветра. Квадролет управляется при помощи мобильного устройства и установленного приложения, без поддержки русского языка.

Видеосъемка осуществляется достойной для этого класса камерой с поддержкой FPV.

Tech Tello

Самый лучший квадрокоптер с камерой в бюджетной нише. Инженерами предусмотрена функция программирования девайса на выполнение действий при помощи официальной утилиты. Квадролет оснащен двумя широкодиапазонными антеннами, обеспечивающими постоянное соединение мобильного с дроном. Дальность полета ограничена 100 метрами в течение 13 минут.

Предусмотрена защита от разрыва синхронизации со смартфоном: аппарат не упадет, а плавно приземлится. Встроенный гироскоп отключит подачу энергии на винты при перевороте.