Квадрокоптер на 3д принтере своими руками
Добавил пользователь Дмитрий К. Обновлено: 05.08.2024
Сегодня в интернете множество статей на тему "собрать квадрокоптер своими руками", а самый лёгкий способ сделать квадрокоптер, для новичка, это сделать его "по инструкции", поэтому достаточно найти качественную статью-инструкцию и попытаться повторить творение автора. Главное не только знать какой летательный аппарат Вам нужен, но и на какие перспективы Вы рассчитываете. Я хотел коптер "с запасом", чтоб была возможность повесить камеру (типа Gopro) на бесколлекторный подвес и транслировать видео "на землю". А "Пустой" же т.е. не нагруженный, смог летать максимально длительное время. Найти готовую статью не смог, поэтому пришлось "перелопатить" груду материалов.
Эта статья о квадрокоптере предназначенного для FPV - полет с камерой от первого лица и аэрофотосъёмки. Аэрофотосъемка планируется нетолько с GoPro (и аналоги), но и с возможностью погрузить на борт более менее приличную "мыльницу" (150-250 грамм). Плюс чтоб время полета было длительным и чтоб в экстренных и любых непредвиденных случаях автопилот возвращал аппарат "домой".
Самое сложное в сборке первого квадрокоптера это принять решение "какой коптер" и "для каких целей" он нужен, сделать заказ и оплатить, сумма выходит не малая.
Далее речь, в этой статье, пойдет о среднем коптере, размером рамы 450 мм, весом 1.4 - 2.3 кг.
Рама и силовая часть с пропеллерами.
- Рама для квадрокоптера F450 - 450mm
- Двигатель AX-2810Q 750кв
- Регулятор оборотов ESC Turnigy Multistar 40A V2 Slim BLHeli Multi-Rotor Brushless OPTO 2-6S
- Пропеллеры 12x6 карбон, дешевые, с Aliexpress
Полетный контроллер (мозг) - я выбрал APM 2.6:
- замечательный бюджетный вариант. Хотя есть более дешевые варианты, но APM (ardu pilot mega) обладает всеми функциями "продвинутого" полетного контроллера. К нему подключаю GPS модуль для того, чтоб автопилот мог вернуть коптер "домой" в случае пропадания связи.
Для полета по камере также устанавливаю OSD - это наложение, на транслируемое видео, телеметрических данных: скорость полета, высота, стрелочка указывающая путь домой и самое главное данные о заряде батареи - с земли можно видеть энергопотребление и прогноз насколько долго еще хватит батареи.
Так же для получения данных о состоянии батареи необходим модуль питания:
FPV комплект для трансляции видео с квадрокоптера на землю включает в себя комплект приемник и передатчик:
Рабочая частота 5.8 ГГц. Мощность передатчика (на фото с права) 600 мВт - что при нормальных антеннах должно в прямой видимости держать устойчивый прием на растоянии свыше 5 км. Изначально этот комплект я расчитывал для самолета и полета на 10 км, поэтому он черезчур мощный и тяжеловат. Вес передатчика 40 гр вместе со штатной антенной.
В таком комплекте лучше сменить штатные штырьевые антенны(диполь) на современные антены круговой поляризации называющиеся - "клевер" они обеспечивают более стабильный прием/передачу сигнала, т.е. на видео будет меньше шумов:
На земле смотреть изображение планирую в дешевом видео шлеме:
Поставляется шлем в разобранном виде, как на фото справа. Что собой представляет шлем: пенопластовый корпус (EPO), ЖК экран (5") и линза френеля. Т.е. линза позволяет более-менее комфортно смотреть на экран на близком расстоянии (5-6 см), в итоге Вы видите большой экран. Из за такой линзы есть небольшие искажения по краям видимой области. Из минусов этого шлема - это ЖК экран низкого разрешения 640 точек, чувствуется зернистость, поэтому любители и энтузиасты заменяют стандартный экран на экран такого же размера, но большего разрешения, например 840 точек на дюйм, главное, чтоб в нем отсутствовал черный или синий экран при отсутствуии сигнала, т.к. при плохом приеме важно видеть хотяб очертания изображения сквозь помехи.
Стоимость такого шлема (монитора) составляет около 2000 руб (35$). Существуют и другие модели шлемов с разрешением экрана 1280, качество и ощущение присутствия в таких на высшем уровне, но и цена выше.
Что касается видео очков, то их качество оценивается весьма крупной стоимостью (за счет компактности). Нормальный очки Fatshark (640 dpi) по качеству будут не намного выше шлема за 2000 руб, а цена их будет держаться около 8000 руб. Дешевые видео очки с aliexpress больше подойдут "пассажиру" нежеле чем пилоту.
Производитель заявляет, что в очках имитируется виртуальный дисплей диагональю 52 дюйма, это так и есть (но на растоянии 5-6 метров), смотреть кино абсолютно приемлемо, но в полетах с камерой нужно не только в пространстве ориентироваться, но и на местности, а так же небходимо отвлекаться на данные OSD, которые на маленьком зернистом экране выглядят мелкими. Новичку такие очки не советую. Цена описаных очков 100$, их разрешение всего 320х240.
Камера на квадрокоптере, для записи и трансляции видео будет установлена на 2х осевом бесколлекторном подвесе с алиэкспресса. Камера выбрана SJ5000.
Ожидается, что получится примерно такой дрон:
Антивибрационная патформа для APM - апм принято устанавливать на антивибрационную подставку, это улучшает стабильность работы контроллера.
BEC - это стабилизатор питания преобразующий входящие 11.1 или 14.8 вольт в 5 вольт, которые используются для питания приемника, полетного контроллера и д.р. Он необходим т.к. мои ESC (регулятор оборотов бесколлекторного двигателя) без встроенного BEC.
Вес моего коптера составил:
- рама, 4 двигателя, 4 ESC, 1 BEC, APM, плата разводки питания с коннекторами XT60, приемник, "ноги" - 990 гр.
- FPV набор: minimosd-6гр, курсовая камера-20гр, передатчик видео с антенной-30гр, GPS модуль-30гр.
- Видеосъемка: двух осевой подвес-212гр, камера SJ4000-70гр.
- Аккумулятор: 5000мАч 4S 30C - 650гр.
Итого пустой: 1 кг - с аккумулятором 1650 гр.
с FPV комплектом - 1100 и 1750гр с аккумулятором.
с бесколлекторным подвесом и камерой-2,1 кг.
Длительность полета так же хочется увеличить за счет больших винтов. Поэтому тестировать буду в следующей комплектации: двигатели описаны выше, винты 12х4.5 с питанием 3s (11.1 вольт) и второй вариант винты 10х4.5 питание 4s (14.8).
Как выбрать двигатель/раму для квадрокоптера?
Вы должны знать вес будущего летательного аппарата, вес полностью загруженного - рама, двигатели, регуляторы, приемник, видеопередатчик, OSD, GPS, контроллер полетный, камера, аккумулятор, подвес для камеры и т.д. Под этот вес выбираются двигатель/пропеллер - ВМГ - винтомоторная группа и аккумулятор.
Винтомоторная группа развивает определенную тягу в граммах, обычно продавец или производитель публикует технические характеристики: потребляемый ток, вольтаж/пропеллер, сила тяги в граммах.
Пример: вертикально расположена шкала тяги в граммах, по горизонтали потребление тока в амперах. Вольтаж 14.8 (4S), два графика - один для пропеллера 11х4.7 второй для 10х4.7
К сожалению не на каждый двигатель найдутся данные о силе тяги или они могут быть не совсем корректны. Зачастую эти данные выкладывают в комментариях, энтузиасты поводящие замер. И в принципе это правильно, купил двигатель установил на стенд с весами и начинаешь тестирование, перебирая варианты пропеллеров, заявленные производителем, на каком из пропеллеров выше тяга и умеренный нагрев тот и подойдет.
Например Вы нашли двигатель с тягой 1 кг, в квадро-коптере 4 двигателя соответственно 4 кг тяги. Тяговооруженность - это запас можности по тяге, т.е. если квадрик будет весить 4 кг и тяга составляет 4 кг, то тяговооруженность равна единице (1 - не полетит), для коптеров нужно от 2 до 3.
Квадрокоптер своими руками — сложная, но вполне осуществимая задача для людей, которые имеют базовые представления о радиотехнике. Существует несколько основных вариантов домашнего конструирования дрона.
Что нужно для сборки квадрокоптера
Набор деталей и расходных материалов может меняться в зависимости от того, какой именно дрон нужно сделать своими руками. Но базовый список элементов выглядит следующим образом:
- рама, на которой будут закреплены все остальные детали;
- четыре специальных двигателя для дрона;
- четыре пропеллера;
- четыре регулятора оборотов для винтов;
- два красных и два черных провода в силиконовой оболочке для моторов;
- силовой разветвитель 3,5 мм;
- литий-ионный аккумулятор — один или несколько;
- плата управления;
- зарядное устройство для батарей питания;
- пульт радиоуправления.
Чтобы собрать квадрокоптер из запчастей, практически все специфические детали можно приобрести в Интернете, например, через сервис АлиЭкспресс.
Чертежи и схемы квадрокоптеров
Чертежи для сборки квадрокоптера могут незначительно различаться между собой. Детали зависят от габаритов собираемого своими руками дрона, от его формы и конструктивных особенностей. Но базовый чертеж обычно предлагает сделать маленький квадрокоптер на крестообразной силовой раме с размерами 363 на 363 см. Параметры корпуса при этом составляют около 107 на 107 см, в таком случае в дроне без проблем размещаются основные детали.
Стандартно самодельные дроны собирают на рамах из четырех лучей
Структурная схема квадрокоптера выглядит очень просто. В центре конструкции на силовой раме всегда располагается электронная плата управления. По четырем углам на равном расстоянии друг от друга нужно поставить двигатели с закрепленными на них пропеллерами. В корпус в центре конструкции монтируют также элементы питания и радиодатчики для удаленного пилотирования.
Регуляторы оборотов на лучах необходимы для дронов, предназначенных для маневрирования
Важно! При сборке дрона своими руками нужно следить за тем, чтобы основная масса конструкции приходилась на центр и не смещалась в ту или иную сторону.
Как сделать самодельный квадрокоптер из бумаги
Простейший вариант сборки предлагает выполнить корпус аппарата из плотной бумаги. Такой квадрокоптер своими руками для начинающих будет очень легким, и управлять им в ветреную погоду не получится. Зато и больших расходов он тоже не потребует.
Сборка корпуса из бумаги
Прежде всего, при сборке бумажного дрона необходимо подготовить шаблон. Его можно нарисовать самостоятельно по одному из найденных чертежей, но гораздо проще скачать готовый вариант.
Бумагу для дрона нужно брать плотную, чтобы она не сминалась в процессе использования
Из готового шаблона острыми ножницами или ножом вырезают отдельные детали. После этого приступают к склеиванию частей — использовать можно ПВА или Момент по желанию. Важный нюанс состоит в том, что клея нужно наносить совсем немного и сразу же убирать его излишки. Даже небольшие застывшие капельки в конечном итоге влияют на массу и балансировку коптера.
Промазанные детали прикладывают друг к другу и слегка прижимают. После этого корпус оставляют сохнуть, а потом визуально проверяют качество сборки.
Установка электронной начинки
Чтобы бумажный дрон взлетел, на него необходимо монтировать электронику. Пошаговая инструкция для квадрокоптера своими руками выглядит так:
- сначала в центральной части рамы снизу устанавливают чипами вверх полетный контроллер с микропроцессором, полевыми транзисторами и сенсорами;
- затем при помощи той же клейкой ленты по углам располагают моторы и подводят к ним провода, закрепив их скотчем во избежание наматывания на винты;
- в центре рамы на двусторонний скотч ставят аккумулятор и соединяют его с моторами.
Готовый квадрокоптер своими руками из подручных материалов можно испытывать при помощи заранее приобретенного пульта управления.
Бумажный коптер требует использования максимально компактных и легких деталей при сборке
Как сделать мини-дрон своими руками в домашних условиях
Небольшой квадрокоптер можно смастерить своими руками из нескольких покупных деталей, клея и палочек от мороженого-эскимо. На его сборку понадобится потратить около 15 минут времени и минимум усилий.
Сборка силовой рамы дрона
Проще всего использовать для сборки самодельной рамы для квадрокоптера палочки от мороженого. Их склеивают между собой горячим или холодным клеем в виде решетки.
При сборке рамы дрона из палочек нужно следить, чтобы конструкция была пропорциональной
Установка электронной части и моторов
При помощи того же клея в центральной части рамы закрепляют аккумулятор, а по углам ставят четыре двигателя с мини-винтами. Под батареей питания закрепляют электронную плату, отвечающую за прием сигнала с пульта, и соединяют ее со всеми моторами. Чип контроля подключают также к аккумулятору.
После закрепления ножек мини-дрона нужно убедиться, что конструкция стоит на поверхности ровно
Проверка работоспособности
Собранный своими руками бюджетный квадрокоптер устанавливают на ножки, аккуратно прижимают отверткой к поверхности и нажимают на кнопку старта на пульте. Если пропеллеры благополучно закрутятся, дрон сделан успешно и сможет взлететь при проведении первого настоящего испытания.
Внимание! Мини-коптер, выполненный своими руками, не будет поддерживать регулировку оборотов и смену направления движения. Предназначена такая простая модель только для взлета и посадки.
Как сделать квадрокоптер с камерой своими руками
В домашних условиях реально провести сборку не только примитивного дрона, но и профессионального квадрокоптера своими руками. Для этого понадобится приобрести базовые детали — аккумуляторы, контроллер полета, моторы, провода и пульт ДУ. Также нужно купить камеру — компактную и легкую, но с хорошим разрешением.
Сборка рамы
Бумажная и картонная рама для коптера с камерой не подойдет, конструкция будет слишком тяжелой. При желании можно заказать готовую основу для дрона в Интернете. Но очень просто выполнить сборку и своими руками, например, из водопроводных пластиковых труб или легких алюминиевых профилей. Скрепляют детали между собой при помощи винтов или фитингов. На концах лучей рамы снизу можно сразу же прикрутить ножки, на которых будет стоять дрон.
Алюминиевая рама достаточно легкая и при этом очень прочная
Установка моторов
На каждом из лучей рамы необходимо установить по мощному компактному мотору. Закрепить их можно при помощи термоклея или резьбы. На верхнюю часть двигателей надевают винты. Лопасти для квадрокоптера своими руками обычно не делают — это требует использования фрезеровочного станка. Купить готовые пропеллеры намного проще и практичнее.
Сборка электроники
В центральной части аппарата устанавливают плату управления. Крепить микросхему лучше всего горячим клеем. Двусторонний скотч для массивных конструкций используют реже, поскольку он не обеспечивает надежной сцепки.
Контроллер для дрона с камерой следует выбирать подороже, с датчиками и режимами полета
Установка камеры
Для сборки летающего дрона своими руками для съемки оптимально использовать GoPro — легкую, небольшую по размерам экшн-камеру. В верхней или нижней части рамы для нее необходимо сделать специальную пенопластовую платформу, которая станет гасить вибрации от корпуса при полете. Камеру для надежности плотно закрепляют резинками.
Камеру на дроне можно закрепить в любой точке с хорошим обзором и минимумом вибрации
Установка регуляторов оборотов и подключение проводов
На данном этапе квадрокоптер для видеосъемки своими руками почти готов. Остается только соединить регуляторы оборотов с моторами и контроллером, а потом подключить плату управления к батареям питания. Также нужно не забыть вывести на полетный чип провода от камеры.
Моторы дрона с камерой в сумме должны давать подъемную силу, превышающую вес аппарата
Как сделать гоночный квадрокоптер своими руками
Сборка гоночного дрона по сути ничем не отличается от конструирования обычного квадрокоптера. Разница состоит в подходе к выбору деталей — нужно уделить особое внимание моторам, раме и винтам.
В случае с гоночным дроном основу лучше приобретать готовую. Она обеспечит оптимальную балансировку аппарата. Хорошим вариантом для сборки станет легкая и прочная рама из карбона со стандартными четырьмя лучами.
Сборка моторной части
Моторы для гоночного коптера закрепляют на лучах рамы винтами в специальных отверстиях. Двигатели должны быть достаточно мощными — например, хорошо подойдут 2205-2600 KV. В центральной части лучей устанавливают регуляторы оборотов и соединяют проводами с моторами. Винты для сборки гоночного дрона можно выбирать с двумя или тремя лопастями — первые дадут большую скорость, вторые облегчат процесс маневрирования.
Регулировка оборотов гоночному коптеру нужна обязательно, иначе он не сможет маневрировать
Установка электронной части
Стандартным способом на центральной пластине рамы закрепляют плату управления. Ее можно посадить на горячий клей или просверлить отверстия и зафиксировать небольшими винтами. В последнем случае конструкция после сборки получится надежнее. К раме прикрепляют приемник сигнала, который будет передавать команды на плату управления. Аккумулятор традиционно монтируют в нижней части устройства отдельно от микрочипа.
Камеру в гоночном дроне фиксируют в специальном гнезде на готовой раме
Подсоединение проводов
На финальном этапе сборки остается подключить к плате управления провода, отходящие от камеры и моторов. Сам микрочип при этом соединяют с аккумулятором.
При прокладке проводов нужно следить, чтобы они оставались подальше от лопастей дрона
Как сделать квадрокоптер для человека своими руками
Дрон для человека — пока что крайне редкий, небезопасный и дорогостоящий вариант для самостоятельной сборки. Общедоступных инструкций того, как самому в домашних условиях сделать квадрокоптер с огромной подъемной силой, пока не существует, поскольку обладателей таких аппаратов очень немного.
Однако краткий алгоритм создания грузоподъемного дрона можно описать, опираясь на стандартную схему.
Для сборки самодельного большого квадрокоптера подойдет только металлическая рама из стали, карбона или прочного алюминия. Другие конструкции просто не смогут поднять всю электронику и владельца дрона.
Болты для скрепления элементов рамы должны быть рассчитаны на нагрузку свыше 100 кг
Установка моторов и регуляторов оборотов
Двигатели для мощного квадрокоптера своими руками устанавливаются на лучах силовой рамы. Принципиальное внимание нужно уделить их производительности — суммарная тяга должна быть не меньше 120 кг. Добиться такого показателя реально при помощи восьми бесколлекторных моторов на 3 кВт каждый. К двигателям необходимо докупить регуляторы не менее 80 А. Детали соединяют между собой при сборке проводами, а к раме крепят исключительно на прочных винтах.
Для мощного дрона лучше брать моторы средней производительности со сниженной собственной массой
ёСборка системы управления
Плата с процессором в квадрокоптере для человека должна поддерживать регулировку оборотов пропеллеров, стабилизацию и смену направления. Ставят ее, как и во всех случаях, на центральной площадке, закрепляя винтами в просверленных отверстиях, и соединяют с моторной частью и приемником сигнала.
Аккумуляторов для коптера понадобится сразу несколько, и они должны обладать максимальной мощностью. Батарее придется питать восемь производительных моторов и к тому же поддерживать дрон в воздухе на протяжении хотя бы десять минут. Чтобы конструкция не получилась слишком громоздкой, при сборке проще связать аккумуляторы в съемный ранец, который сможет надеть на спину владелец.
Управление дроном для человека проводится с обычного пульта самим оператором
Посадочные ноги дрону для человека не пригодятся. Но понадобится предусмотреть в конструкции прочный подвес с лямками, который будет отвечать непосредственно за удержание оператора.
Внимание! Построить квадрокоптер для человека довольно дорого. Цена исчисляется десятками тысяч рублей, основные деньги уйдут на покупку моторов и батарей питания.
Заключение
Квадрокоптер своими руками — интересная и увлекательная задача для поклонников радиотехники. При желании в домашних условиях можно изготовить любой дрон, вплоть до моделей, способных поднять над поверхностью земли самого оператора.
Использование трехмерных моделей помогает решать множество прикладных задач не только в геодезии и топографии. Городское планирование, строительная отрасль, нефтегазовые компании, – вот немногие примеры из длинного перечня областей применения технологии 3D реконструкции. По мере развития беспилотных технологий, специального оборудования для съемки и программного обеспечения диапазон использования трехмерных моделей расширяется.
1. Выберите программное обеспечение для фотограмметрии, созданное для вашей отрасли.
Наличие высококачественного дрона со специальной съемочной аппаратурой в качестве полезной нагрузки – это отлично. Многие по началу считают, что этого уже вполне достаточно. Однако это не так. Аппаратное обеспечение имеет важное значение. Но не менее важно, чтобы в вашем распоряжении были производительные компьютеры и специальные программы для обработки снимков (или результатов лазерного сканирования, если используется LiDAR).
Пример создания в приложении DJI Terra 3D-модели сооружения, снятого на камеру квадрокоптера DJI Phantom 4 RTK
Поэтому если у вас уже есть беспилотная летающая платформа, позаботьтесь о выборе соответствующего программного обеспечения для фотограмметрии или обработки данных, полученных с LiDAR. Существуют универсальные программы для 3D-реконструкции, в которых можно работать специалистам разных отраслей. Но появляются и довольно эффективные приложения для отдельных отраслей. При выборе программного пакета важно, чтобы он был совместим с вашим летательным аппаратом. Например, для работы с дронами DJI отлично подходит ПО как самой DJI (DJI Terra), так и ПО от сторонних разработчиков, созданных специально под продукцию DJI.
В последние годы также появились облачные решения для создания 3D-моделей. Если эти продукты подходят для обработки информации, поступившей от любого из дронов DJI, смело используйте их.
2. Приобретите или возьмите в аренду надежный беспилотный летательный аппарат.
Эта рекомендация нужна тем, кто еще не располагает ни одной моделью беспилотника. Для создания трехмерных моделей используются различные варианты сбора информации, однако съемка с воздуха является наиболее распространенным и эффективным методом. При это дешевле и быстрее выполнить сбор визуальных данных или данных с LiDAR именно путем запуска дрона с соответствующим оборудованием: камерой или лазерным сканером.
Независимо от того, для каких целей будет выполняться съемка, создание 3D-модели объекта (здания, ландшафта, части инфраструктуры и др.) требует высокой точности. Однако для дронов этот фактор не представляет большой проблемы, так как в связке с беспилотными технологиями сегодня доступные различные инструменты повышения точности съемки: кинематика в реальном времени (RTK), технология послеполетной кинематической обработки данных (PPK), а также специальный облачный PPK для дронов DJI Phantom 4 RTK. Последний вариант, разумеется, доступен только владельцам именной этой марки квадрокоптеров.
При использовании дронов DJI, в особенности оснащенных встроенными модулями RTK, имеется возможность подключения наземных станций RTK, а также работы вместе с установленными наземными контрольными точками. Также для повышения точности пользователи Phantom 4 RTK могут использовать интегрированные решения RTK и PPK. Таким образом, вы можете объединить в единую систему передовое оборудование, специальное программное обеспечение и собственно рабочий процесс.
3. Используйте наземные контрольные точки
Хотя установка наземных контрольных точек (GCP – Ground Control Points) не является обязательным элементом во всех геодезических исследованиях и топографии, профессионалы все же рекомендуют использовать их. А если вы планируете съемку для создания трехмерной модели, то применение GCP будет просто необходимым.
Если вы еще не использовали на практике наземные контрольные точки, то самое время подробнее узнать о том, что это такое и почему они повышают точность топографии и геодезических исследований с применением дрона. Частично мы затрагивали этот вопрос в статье “Основы точности позиционирования в аэросъемке”, но и более подробно расскажем о них в других статьях о беспилотных технологиях в топографии и геодезии (они появятся в блоге позднее).
DJI Phantom 4 RTK и одна из мобильных наземных контрольных точек (GCP)
Здесь же лишь напомним, что наземные контрольные точки (GCP) представляют собой элементы статической привязки, выступающие в качестве общей системы координат для уточнения получаемых в ходе аэрофотосъемки данных. То есть, с помощью наземных контрольных точек вы можете сравнивать собираемые вами данные в виде аэрофотоснимков с системой координат GCP и таким образом определять точное положение каждого объекта (изображения) на земле. Для иллюстрации достаточно заметить, что установка наземных контрольных точек помогает снизить уровень погрешности с нескольких метров до считанных сантиметров.
Если не использовать систему наземных контрольных точек, то вы получите в результате съемки трехмерную модель без привязки. И тогда ее можно будет использовать тоже, но только для базовых расчетов и с применением
Без опорных точек у вас будет трехмерная модель без привязки, которую вы сможете использовать для основных расчетов с использованием условных измерений (координат). Но в таком случае это не позволит вам выполнять покадровые сравнения и вычисления, которые будут сохранять свое значение за рамками первоначальной модели.
Примерная схема установки наземных контрольных точек для съемки с помощью дрона
Наземные контрольные точки применяются не только при съемке камерой, но и даже если вы используете LiDAR. Однако данная “связка” технологий – это тема отдельной статьи.
4. Подготовьте камеру и другое оборудование
Эта рекомендация касается не только выбора дрона и камеры (вы можете использовать любые подходящие системы), но и проверки всего оборудования перед выполнением задачи. Для этого можно использовать предполетный чек-лист, который составляют либо самостоятельно, либо на основе рекомендаций производителя (DJI предлагает такие чек-листы для своих дронов в соответствующих руководствах).
Помимо настройки и калибровки оборудования необходимо проверить каждую “мелочь”, которая на самом деле может и оказывается в реальности очень важным фактором. Например, следует заранее позаботиться о батареях как самого дрона, так и пульта (а также других образцов аппаратуры, где имеются аккумуляторы). Посмотрите, каково состояние носителей для хранения данных: важно, что на картах памяти было достаточно (и даже с избытком) свободного места. Составленный вами чек-лист проверки оборудования в соответствии с вашими индивидуальными условиями и задачами как раз и поможет сделать эту процедуру быстрой и простой, а также сведет к минимум непредвиденные обстоятельства.
Пример создания в программе DJI Terra трехмерной мультиспектральной карты. Снимки создавались дроном DJI Phantom 4 Multispectral
Одним из ключевых моментов предварительной проверки является подготовка и калибровка камеры, а также проверка и настройка подвеса. Необходимо заранее позаботиться о параметрах выдержки, диафрагмы, параметрах углов подвеса и т.п. Еще следует позаботиться о том, чтобы найти баланс между выдержкой и скоростью летательного аппарата. Это позволит избежать размытости изображения, что обычно может быть следствием движений беспилотника.
Если 3D-модель будет создаваться на основе фотоснимков, а не лазерного сканирования LiDAR, то на начальной стадии она будет представлять собой своеобразную мозаику из тысяч отдельных фотографий, что-то вроде лоскутного одеяла из фотографий. Чем больше детальных снимков, тем выше детализированность и качество получаемой после обработки трехмерной модели.
Чтобы избежать ненужных затрат времени и финансовых ресурсов, опытные специалисты рекомендуют новичкам перед выполнением “боевого” полетного задания выполнить несколько пробных запусков дрона. Это позволит с помощью метода проб и ошибок найти правильный способ получить снимки и требуемый результат.
Один из примеров пробной съемки предлагают опытные профи в области трехмерной реконструкции. Они применяют надирную съемку, то есть съемку, когда камера смотрит прямо сверху вниз. Затем результаты такой съемки могут быть обработаны даже в бесплатных программах или бесплатных версиях специальных программ. Это позволяет не только проверить работу камеры, но и очертить область, которая должна быть обработана. Приложение также может создать на карте базовый слой, а приложение сможете даже создать для вас план будущего полета. Автоматизация помогает избежать целого ряда проблем, включая безопасность полета, а также сократить время на выполнение задания.
Пример снимка, созданного в результате надирной съемки (вертикальной съемки). В данном случае снимок плановый.
Рекомендации по параметрам перекрытия могут быть разными. Во многом они зависят от условий видимости, наличия каких-либо деталей на поверхности земли, оборудования, а также ПО. Например, некоторые разработчики ПО для создания трехмерных моделей советуют достигать 75% перекрытия, а ключевым правилом считают, что чем хуже видимость и ниже количество деталей на рельефе, тем выше должна быть частота перекрытия.
5. Выберите подходящее время и погодные условия
От погодных условия зависит работа самых разных вещей. К сожалению, дроны тоже зависят от погоды, хотя порой в гораздо меньшей степени, чем самолеты или вертолеты. Тем не менее, практически все опытные пилоты советуют придерживаться общего правила – не летать, если слишком пасмурно, идет дождь или дует сильный ветер, на улице метель или другие неблагоприятные погодные условия. Конечно, абсолютно идеальных условий для полетов почти не бывает. Тем не менее, если дорожите оборудование и собой, а также хотите получить качественные результаты, то будьте предельно рациональны.
Чтобы выполнить эти нехитрые рекомендации, мы советуем заранее продумать не только план полета, но и подходящее для него время. Внимательно изучите прогноз погоды и сделайте это заранее, а не прямо накануне вылета. Выбор правильного времени и погодных условий – один из ключевых факторов успеха. Выбор подходящего времени также подразумевает наличие хорошего освещения во время съемки.
Участок съемки для создания 3D-модели и схема установки наземных контрольных точек
Как ни странно, летать и вести съемку в пасмурный день не воспрещается. Напротив, опытные пилоты и специалисты по топографии утверждают, что если съемка выполняется около полудня в пасмурную погоду, то в это время самые короткие тени. Отсутствие сильных теней позволяет получить более качественные снимки.
Соответственно, профессионалы не рекомендуют совершать полеты и выполнять съемку слишком рано или слишком поздно днем. Длинные тени в это время могут помешать создать качественные кадры. Впрочем, если у вас имеется в распоряжении LiDAR и его можно установить на подходящий летательный аппарат, то проблема освещенности теряет острый характер.
Что дальше?
После выполнения полетного задания, воздушной фотосъемки или лазерного сканирования с помощью LiDAR вам предстоит собственно процесс обработки данных и реконструкции трехмерных моделей. Новичкам даже процесс обработки фотоснимков и превращение их в нужный результат кажется чрезвычайно сложным. Однако если вы выбираете для этого правильные инструменты – аппаратное и программное обеспечение, – то вся процедура не вызовет серьезных затруднений.
Специальная программа выполнит большую часть работы автоматически и при минимуме вашего участия. Просто загрузите полученные дроном данные на платформу и запустите процесс. В ходе обработки материалов у вас всегда будет возможность и время точно выявить ошибки и угрозы безопасности, сравнивать выполненную работу с проектной документацией и/или измерять запасы с нового “ракурса”. То есть, беспилотники позволят вам взглянуть на проблему с другой стороны и получить данные, которые невозможно было бы получить с земли. Все зависит от вашей отрасли и специфики поставленных задач.
О том какова та самая специфика задач трехмерного моделирования в современных отраслях человеческой деятельности и как лучше применять беспилотные технологии в каждом конкретном случае, читайте в наших следующих статьях.
В этом видео я расскажу о своём первом опыте в сборке гоночного FPV квадрокптера с рамой, напечатанной на 3D .
Печать рамы на самодельном 3D принтере. Сборка квадрика 85мм из того что нашлось в закромах. Композиция "Easy .
Собираем необычный коптер для гонок. Основа напечатана на 3D принтере. Сделан на защелках. Большие летные .
Я повидал и напечатал за время существования канала не один квадрокоптер, многие из которых достойно себя .
Давно хотелось посмотреть на пропеллеры напечатанные на 3D принтере в деле, вот что из этого вышло. Группа ВК .
В этом безумном выпуске попробуем построить КВАДРОКОПТЕР ИЗ ВОДОПРОВОДНЫХ ТРУБ! Вы не поверите, но эта .
В этом видео вы узнаете, как сделать пропеллеры для гоночного квадрокоптера, и получится ли на них летать)))) Рама .
Решил собрать большой квадрокоптер 650 масштаба под 4s аккумулятор и 15" пропы (tarot), корпус печатался на 3D .
Читайте также: