Дроны, в которые играют люди. Люди, которые играют в дроны
Беспилотные летательные аппараты (БЛА), или просто дроны – одна из самых активно развивающихся на сегодня технологий. Дрон – это беспилотный летательный робот, который может управляться дистанционно или с помощью встроенного программного обеспечения (программируемый план полета).
Наиболее распространены мультикоптеры – летательные аппараты, построенные по подобию вертолетной схемы с тремя и более несущими винтами. Самое широкое применение получили беспилотники с четырьмя (квадрокоптеры), шестью (гексакоптеры) и восемью (октокоптеры) несущими винтами.
Как устроен беспилотник
«Мозгом» дрона является полетный контроллер – плата, осуществляющая перемещение беспилотника в пространстве. Он обрабатывает поступающие сигналы с пульта дистанционного управления или с закрепленных на нем датчиков.
К полетному контроллеру можно подключить GPS-навигатор, гироскоп – датчик определения положения дрона в пространстве, барометрический высотомер – устройство, определяющее высоту положения аппарата, акселерометр – прибор, анализирующий ускорение коптера в трех плоскостях (x, y, z). Сейчас на рынке полетные контроллеры представлены самыми разными производителями, но многих из них объединяет «открытый код» – возможность изменения любого параметра платы. Это значит, что можно написать собственную программу управления беспилотником или изменить уже имеющуюся.
Еще один важный элемент дрона – аккумуляторная батарея (литий-полимерная, реже литий-ионная). Высота, дальность и время полета целиком и полностью зависят от её мощности.
Все современные беспилотники оснащены программами безопасного полета. Если аккумулятор начнет садиться, то система контроля направит летательный аппарат в место его запуска.
Среди двигателей, которые ставят на беспилотники, широкое применение нашли два вида – коллекторные и бесколлекторные электромоторы. Коллекторные моторы используют чаще всего для бюджетных вариантов коптеров. Бесколлекторными моторами с электронным блоком управления комплектуют дорогие, коммерческие дроны.
Какой беспилотник выбрать для съёмки
DJI Inspire 2
Это профессиональный квадрокоптер для фотосъёмки. Он состоит из трансформирующегося каркаса магниево-алюминиевого сплава, лучи сделаны из карбонового волокна. Имеет два аккумулятора, которые вставляются одновременно, самообогреваются и имеют емкость 98 Вт⋅ч, что позволяет летательному аппарату провести в воздухе около 27 минут. Коптер снимает видео в формате Raw 5.2К при скорости 4,2 Гбит/сек. Фронтальные и нижние сенсоры оптической системы распознают препятствия для дрона на расстоянии 30 метров. Без камеры такой беспилотник стоит примерно 250 тысяч, а в полной комплектации – около 500 тысяч рублей.
Опыт пользователя: Муса Салгереев, фотограф пресс-службы главы Республики Дагестан
Это профессиональный, дорогой дрон. У меня он служебный – для мероприятий с участием главы республики. С этим коптером я работаю чуть больше месяца, а вообще, опыт съемок с беспилотником уже 1,5 года. Раньше работал на телевидении, тоже снимал сюжеты с дрона (тогда это был DJI Phantom 3). В ближайшей перспективе есть общественный проект по популяризации достопримечательностей Дагестана – презентационные ролики.
DJI Inspire 2 в премиум-пакете имеет очень хорошее техническое оснащение. Там стоит камера Zenmuse X5S. Плюс в том, что в ней можно менять объективы: использовать как широкоугольный, так и телевик (оптика, фокусное расстояние которой значительно превышает диагональ полнокадровой матрицы), и качество, конечно, улучшенное. Можно сразу снимать в формате Raw, чтобы делать цветокоррекцию, также сохраняется детализация при увеличении. По запуску приложение устанавливает ограничение до 500 метров, обычно высота зависит от объекта. Программа управления стандартная для всех дронов DJI GO 4.
В горах, на площади, где нет спецобъектов, его можно запустить спокойно. Но есть некоторые места, над которыми полеты запрещены. У нас это аэропорт, стадион «Анжи-Арена», военные, секретные объекты. Эти зоны уже занесены в приложение, и там коптер даже не взлетит.
DJI Mavic Pro
Это очень маленький дрон. В разложенном состоянии его габариты 88×83×198 мм, а вес 743 грамма. В комплектации идет камера с разрешением 4К, оснащенная высокоточным трехосевым стабилизатором, которая делает снимки с разрешением 12 мегапикселей. Спереди дрон имеет две дополнительные камеры, которые распознают любые препятствия, а это очень хорошая помощь датчикам движения. Дальность полета 7 километров, а максимальная скорость 18 м/с. Встроенный аккумулятор обеспечивает до 27 минут полетного времени.
Опыт пользователя: Шамиль Гаджидадаев, фотограф
Я бы рекомендовал DJI Mavic Pro. Он очень компактный, удобно брать с собой в поездки. Хорошее качество съёмки, «родная» камера с разрешением 12 мегапикселей. Это больше любительский беспилотник. Его стоимость около 80 тысяч рублей за весь комплект. Для профессиональных фильмов он, конечно, слабоват. Максимальная высота до 500 метров (это ограничение для всех коптеров) и время полета до 30 минут.
Я занимаюсь съёмкой с дронов уже четыре года. Первым моим коптером был DJI Phantom, а сейчас из этой серии готовится к выходу уже 5-я модель. Последний год с дрона делаю оцифровку наших старых сёл – трехмерное сканирование местности в рамках проекта «Культурное наследие 2.0» для фонда «ПЕРИ». Это точная 3D-копия сёл. Еще я делаю фотографии с разворотом на 360 градусов. Также в поездках по Дагестану снимаю пейзажи, то есть использую дрон в туристических целях. Недавно приезжал известный фотограф Мурад Османн с женой, мы с ними ездили по горам и делали интересные красивые съёмки.
DJI Phantom 4 Pro Plus
Это один из «умнейших» на сегодня беспилотников. Ни у одного другого аппарата нет такой же системы избегания препятствий на всех направлениях. Он достигает полетной скорости до 72 км/ч, использует в своей технической начинке современный однодюймовый сенсор изображения, а камера способна снимать видео в разрешении 4K (изображение, проецируемое на большой экран, обладает разрешением 4096×2160 пикселей, что в четыре раза превышает разрешение Full HD TV) со скоростью до 60 кадров в секунду. Cенсоры высокого разрешения сканируют пространство в пяти направлениях и повышают безопасность полета при съёмке в движении в любом направлении. Приложение DJI Go, используя схемы управления аккумулятором квадрокоптера, анализирует остаточную ёмкость батареи, показывает срок её службы, количество циклов заряда и рассчитывает оставшееся полетное время.
Опыт пользователя: Ян Осин, заслуженный артист России, певец, композитор, фотохудожник
У меня DJI Phantom 4 Pro Plus. Пользуюсь им четыре месяца. Дрон очень удобен в управлении. Полетав 1 — 1,5 недели в режиме beginner (начинающий пилот), я адаптировался и стал спокойно летать на более дальние расстояния и на достаточно большой высоте. Пользуюсь им для пейзажной съёмки и для съёмки архитектурных объектов. Летал над Псковом и его пригородами, Белградом (столицей Сербии), в Москве, в районе Лужников, и даже в самом центре Санкт-Петербурга, над Невой и Петропавловской крепостью. В городах летать (особенно сразу!) не рекомендую, так как есть запретные зоны и нужен уже очень хороший навык пилотирования. Что касается полетов над открытыми пространствами, лесными массивами, то здесь проблем совсем нет.
Дрон очень «умный», большое количество датчиков впереди, сзади, сверху, снизу, по бокам; при аккуратном обращении и правильной скорости вы не врежетесь ни в какие объекты. Единственный минус, который я могу отметить, – недостаточное качество при фотосъёмке. А вот съёмка видео выше всяких похвал: 2К, 4К. Мне вполне хватает качества 2К. Рекомендую этот аппарат начинающим пилотам, так как он комфортен по соотношению цена–качество–безопасность–надежность. Стоил он порядка 118 тысяч рублей, но я в процессе эксплуатации докупал батареи, аксессуары, так что вышло в итоге около 150 тысяч рублей.
«Аэроквантум» – шаг в профессиональное будущее
Перспективность беспилотных авиационных систем в России отмечается на государственном уровне. Рынок услуг беспилотников АэроНет входит в Национальную технологическую инициативу – долгосрочную комплексную программу по созданию условий для обеспечения лидерства российских компаний на новых высокотехнологичных рынках, которые будут определять структуру мировой экономики в ближайшие 15 – 20 лет.
В рамках реализации федеральной Концепции развития дополнительного образования детей до 2020 года и выполнения указа президента России Владимира Путина «О мерах по реализации государственной политики в области образования и науки» во всех субъектах России стали создаваться детские технопарки «Кванториум». Этот проект дополнительного образования детей нацелен на формирование устойчивой многоуровневой системы внешкольной работы, базирующейся на государственно-частном партнерстве и направленной на реализацию современных программ дополнительного образования с целью выявления и развития талантов в сфере инженерных наук. «Кванториум» ставит своей целью вовлечь как можно больше учащихся в инженерно-конструкторскую и научно-исследовательскую деятельность в самых разных областях.
Одно из направлений обучения детских технопарков – «Аэроквантум». Именно здесь научат уверенно управлять беспилотниками, понимать их возможности, а также создавать свои дроны.
Свой технопарк «Кванториум» 17 октября откроется и в Махачкале. Вот что говорит его директор Марат Алиев: «Наш “Кванториум” создается на базе Малой академии наук Республики Дагестан (учредитель – министерство образования и науки РД). По направлению “Аэроквантум” у нас уже есть два специалиста, они в мае ездили на обучение в Москву к федеральным тьюторам. Однако проблема с кадрами остается актуальной. Что касается материальной базы, то в нашем распоряжении уже имеется несколько беспилотных летательных аппаратов различного назначения (для полетов от первого лица, фото- и видеосъемки, переноски грузов и др.), а также учебно-методический комплект “Жужа 2.0” на платформе COPTER.SPACE. Программа обучения рассчитана на три возрастные группы в возрасте от 8 до 17 лет. В этом году по направлению “Аэроквантум” планируется обучить 200 детей».
По словам Павла Шишкина, директора центра молодежного инновационного творчества «Коптер», беспилотники прочно вошли во многие сферы жизнедеятельности людей. Они широко применяются в журналистике для освещения массовых мероприятий, митингов. Дроны используются и в точечном земледелии (картографирование местности с привязкой точных координат для выявления неиспользуемых либо незаконно используемых земель, определения границ свалок и т.д.).
Поиск и спасение пропавших людей – тоже сфера применения дронов. Для этого они оснащаются тепловыми датчиками. Стоимость полета одного коптера – стоимость заряда его батареи. Использовать самолеты в поиске людей выходит намного дороже. Беспилотные аппараты служат и для обследования объектов с высоты, когда надо зависнуть в одном месте, например, над вышкой связи, к которой надо подлететь и посмотреть, есть ли коррозионные разрушения креплений или других деталей.
Также коптеры используют для диагностики солнечных панелей; в этом случае к ним прикрепляется тепловизор. С помощью дрона можно определить утечку газа на компрессорных станциях или в обычных магистральных трубах. Для этого к нему крепят лазерный детектор. Лазер реагирует на утечку метана и при построении беспилотником карты маршрута отображает это место на карте.
Павел Шишкин уверен: чтобы понять, насколько ребенку или вам самим нравится конструирование и пилотирование беспилотных летательных аппаратов, нужно прийти и попробовать самостоятельно собрать простой дрон. «Цель нашего ЦМИТа — это стимулирование интереса в области конструирования, сборки, настройки беспилотных авиационных систем, в частности квадрокоптеров или любых мультироторных систем. Наш центр – то место, где любой желающий может получить базовые знания, и если рождаются проекты с коптерами, которые он хочет реализовать, получить доступ к оборудованию: лазерный резак, 3D-принтеры, фрезерный и токарный станки», – говорит Павел.
ЦМИТ «Коптер» создан на базе компании «Коптер Экспресс», занимающейся разработкой и созданием мультироторных летательных аппаратов и инфраструктурой для них, а также производством образовательного конструктора программируемого квадрокоптера «Клевер 2.0» при поддержке Департамента науки, промышленности и предпринимательства города Москвы. Этот учебно-методической комплекс разработан для школьников и студентов технических колледжей, но каждый желающий может прийти на мастер-классы и собрать такую модель, которая использует полетный контроллер Pixhawk (новая система автопилота) и одноплатный компьютер Raspberry Pi3.
Квадрокоптер «Клевер 2.0»
На базе центра осуществляется подготовка ребят к разным соревнованиям: олимпиада НТИ (перспективная система командных инженерных состязаний школьников, дающих привилегии при поступлении в университеты России), WorldSkills, WorldSkills Junior, WRO (Всемирная олимпиада роботов), Робофест, а также проводятся собственные дрон-хакатоны.
«Сейчас всё равно есть пробел в подготовке. Специалисты по беспилотным авиационным системам только вошли в топ специальностей, которые перспективны и должны вот-вот появиться. Те, кто сейчас управляет беспилотниками, – либо самоучки, либо люди, вышедшие из большой авиации», – утверждает Павел.
«Если мы говорим о школьниках старших классов, это больше для профориентирования, чтобы понять: нравится – не нравится. Есть профильные олимпиады НТИ, их призеры получают по 100 баллов по определенному предмету. Наш центр рассматривает занимающихся у нас ребят как кузницу кадров для себя. В конце июля мы проводили хакатон. У нас была конкретная задача программирования: коптер должен взлететь в автоматическом режиме на поле с метками, запустить музыку с компьютера, произвести ее распознавание, постараться совершить танец в такт этой музыке и после этого приземлиться. Предварительно у нас прошло пять лекций по сборке и настройке. Наша задача – именно подготовка специалистов в данной области, чтобы не было нехватки кадров по обслуживанию беспилотной летательной техники».
Проблемой подготовки персонала в области беспилотной авиации озаботились и на федеральном уровне. В колледжи среднего профессионального образования вводится специальность «Эксплуатация беспилотных авиационных систем» (приказ Министерства образования и науки РФ от 9 декабря 2016 г. №1549 “Об утверждении федерального государственного образовательного стандарта среднего профессионального образования по специальности 25.02.08 Эксплуатация беспилотных авиационных систем”).
«Я веду модуль “Дистанционное пилотирование воздушных судов самолетного типа”. Программа уже разработана. Первый год идет обучение дистанционному пилотированию самолетного типа, второй год – вертолетного, мультироутерного типа, третий – уже полезная нагрузка: или аэрофотосъёмка местности, или автономные полеты, или доставка грузов», – говорит преподаватель Государственного бюджетного профессионального образовательного учреждения города Москвы «Московский государственный образовательный комплекс» Игорь Цыхманов, сотрудник ЦМИТ «Коптер».
Мария МАЛОВА
