Hur drönare fungerar (och vad är drönarteknik)?

Om du precis har köpt din första drönare eller har använt dem ett tag men inte vet hur de verkligen fungerar och du är nyfiken på att veta mer, har du kommit till rätt ställe.

Kontrollerna, joysticken och apparna gör det lika enkelt att flyga en drönare som att spela ett videospel. Men inom drönaren finns det små delar som alla samverkar för att se till att drönaren kan flyga. Så, hur fungerar drönare?

De viktigaste delarna av en drönare är operativsystemet och flygkontrollen. Batterier driver rotorerna vilket får dem att snurra på propellrarna och generera lyft. Flygledaren använder data som samlas in av accelerometrar, barometrar, magnetometrar, gyroskop och styrenheten för att hålla sig i luften.

Andra viktiga funktioner som förbättrar funktionen hos en drönare inkluderar GPS, hinderdetektering och kollisionsundvikande, kameror och programvara.

Fortsätt läsa för att ta reda på hur alla komponenter i en drönare fungerar och hur de alla bidrar till en drönares flygning.

Hur drönare flyger (UAV drönarteknik)

Mycket går åt till att drönaren genererar uppåtgående lyft och utför olika rörelser. Och i det här avsnittet kommer vi att diskutera hur allt det fungerar. Men innan dess, låt oss först lista alla komponenter som spelar en roll i framdrivningen av en drönare:

• Motor
• Motorklocka
• Motorstator
• Propellrar
• Flygkontroll
• Lager
• Vindningar

Innan vi diskuterar hur var och en av dessa delar fungerar, låt oss också definiera några vanliga drönarrörelser:

• Yaw – Det är när drönarens främre del roterar medurs eller moturs.
• Pitch – Detta är lutningen som drönaren antar beroende på riktningen den rör sig. För att accelerera framåt sänker drönare den främre delen och lyfter den bakre delen. För att backa lyfter de den främre delen och sänker den bakre delen.
• Rulla – Detta är rörelsen där en drönare rör sig till vänster eller höger.

Jag kommer att förklara propellrarnas och motorernas roll i var och en av dessa rörelser senare i artikeln.

Drönarmotorer

Detta är en av de mest avgörande delarna av framdrivningssystemet. Batterier driver motorerna, vilket får dem att rotera i höga hastigheter. Som ett resultat roterar motorerna propellrarna, vilket skapar lyft. Ganska lätt, eller hur? Inte riktigt.

Det finns två huvudtyper av motorer; borstlösa och borstade motorer. Borstlösa motorer är de vanligaste eftersom de är effektiva, hållbara och kan rotera i mycket höga hastigheter.

Så vad är skillnaden mellan borstade och borstlösa motorer? Allt beror på hur de fungerar. Men innan jag förklarar skillnaderna, låt oss definiera de viktigaste delarna som skiljer dem åt.

• Stator – En stator är delen av en motor som har lindningar. Det är den del som ger ett magnetfält, som sedan initierar rotation i rotorn. För att skapa ett magnetfält har statorer lindningar av koppartråd som förvandlas till magneter varje gång en ström går genom dem. I de flesta fall är statorn stationär.
• Rotor – Rotorn är den del som roterar, vilket orsakar en rotation i axeln, som sedan orsakar en rotation av propellrarna.
• Air Gap – Detta är avståndet mellan rotorn och statorn. Ju större den är, desto mindre effektiva blir motorerna.
• Motorklocka – Detta är den del som får propellrarna att rotera antingen medurs eller moturs.

Både borstade och borstlösa motorer har en stator och en rotor. Men i de borstade motorerna ger statorn konstant ett permanent magnetfält. Statorer omger en rotor, som kommer att ha motsatt polaritet, och en rotation i rotorn kommer att inträffa när kommutatorborstarna samverkar med en strömkälla.

Dessa borstars kontakt med strömförsörjningen gör borstade motorer ineffektiva eftersom de slits ut snabbare och värmen som produceras påskyndar drönarens bärande.

Å andra sidan saknar borstlösa motorer borstar. Istället slås statorn på och av och ger ett magnetfält vid behov. Attraktion och avstötning mellan stator och rotor är det som orsakar rotationen. Och eftersom det inte finns någon kontakt, som med borstarna i de borstade motorerna, uppstår ingen värmeutveckling och det blir minimalt med slitage.

Drönarmotorlager

Lager förbises ofta, och du kanske inte vet att de finns om du inte kontrollerar motorerna. Ändå är de till stor hjälp för att minimera luftgapet som nämnts tidigare och att hålla rotorerna på plats när de roterar.

Faktum är att om dina motorer misslyckas, är chansen stor att det är lager som är problemet. När det kommer till lager finns det skärmade och oskärmade lager. Skärmade lager fungerar bäst för drönarmotorer eftersom motorerna roterar med höga hastigheter, vilket genererar mycket höga temperaturer som kan förstöra lagren.

Drönarpropellrar

Propellrarna måste rotera i olika riktningar för att generera lyft och hålla drönaren i luften. I varje par propellrar roterar en medurs (CW), och den andra roterar moturs (CCW).

När de roterar skapar de en zon med lågt tryck. Luften rör sig från lågtrycksregioner till högtrycksregioner. Det är så drönaren kan röra sig uppåt, nedåt, framåt eller bakåt beroende på hur hastigheterna propellrarna roterar med.

Mängden dragkraft som genereras måste också balansera ut drönarens vikt, vilket gör att den lossnar i luften.

Antal propellrar

De flesta drönare har 4 propellrar och är kända som quadcoptrar. Detta hände inte av en slump eller som ett sätt att ge drönarna deras signaturutseende. Det finns en anledning bakom det. För att förklara det bättre, låt oss börja med att anta att en drönare hade en propeller.

En sådan drönare skulle generera tillräckligt med lyft för att driva upp drönaren i luften, men det kommer att vara mycket svårt att kontrollera drönaren eftersom den inte har något sätt att röra sig framåt eller bakåt. Dessutom kommer drönaren kontinuerligt att rotera i motsatt riktning. Detta är faktiskt enligt Newtons 3 rörelselag; när två objekt interagerar och är i rörelse kommer de att påverka varandra i motsatta riktningar.

Att ha en drönare med två propellrar skulle också vara ett alternativ. Och i själva verket skulle det hjälpa till att spara på batteriet. Dessutom, när du får propellrarna att rotera i olika riktningar, avbryter du vridmomentet som en-rotor drönaren uppvisar. Det är dock fortfarande svårt att kontrollera en sådan drönare eftersom den inte är stabil.

Till skillnad från 2-propeller drönaren är en 3-propeller drönare inte ett alternativ eftersom den ångrar allt som 2-propeller drönaren löser.

Och detta lämnar oss med bara fyra propellrar eller fler. Quadcoptrar har den perfekta balansen för att tillåta drönarna att sväva, rusa framåt och göra manövrar utan att krascha. Det som händer är att alla motorer tar ut varandra, bibehåller stabilitet och förhindrar oönskad rotation.

Fler propellrar skapar mer stabilitet, men skapar också mer drag på batteriet. Därför är 4 propellrar det idealiska antalet.

Riktningsrörelse

För att sväva får alla motorer lika kraft och roterar med samma hastighet.

För att gå framåt saktar de främre propellrarna ner, medan de bakre propellrarna ökar hastigheten. Detta gör att drönaren lutar framåt genom att sänka den främre delen.

För att gira kommer motorer i ett diagonalt mönster att sakta ner, vilket gör att drönaren kan rotera på en axel till vänster eller höger.

För att rulla saktas rotorerna till vänster eller höger ner beroende på i vilken riktning du vill rulla.

Så fungerar flygkontroller (sändare, mottagare och smartphone-appar)

Nu är alla manövrar som förklaras ovan inbyggda i drönaren, men det finns en annan pusselbit; flygledarna. Kan du tänka dig att manuellt behöva styra hastigheterna på olika rotorer bara för att vrida drönaren åt höger eller vänster?

Och det är därför drönare behöver en flygkontroll, en enhet som samlar in data från de olika sensorerna och använder denna data för att kontrollera drönarens rörelse. Flygstyrenheten är en kombination av hårdvara och firmware som innehåller algoritmer som gör det möjligt för den att förstå all data den tar emot från sensorerna och styrenheterna.

Genom en process som kallas sensorfusion, samlar flygledaren all data och använder den för att fatta beslut i realtid. Ett bra exempel på algoritmer är Kalman-filtret som gör det möjligt för styrenheten att använda tidigare och nuvarande data för att fatta korrekta beslut.

Så fungerar det hela

Som nämnts tidigare, drönare hastighet, sväng, sakta drunknar eller rullar genom att ändra hastigheten på motorerna. Så, när flygledaren samlar in data från sensorer, skickar den den till den elektroniska hastighetsregulatorn (ESC), som sedan tolkar den genom att öka eller minska spänningen beroende på vilken åtgärd du vill vidta.

Om du till exempel vill accelerera framåt kommer ESC att minska spänningen på de främre rotorerna för att sakta ner dem och öka spänningen på de bakre propellrarna.

Flygledaren tar även emot information från fjärrkontrollerna. Allt du behöver göra är att trycka joysticks upp, ner, vänster eller höger, så skickar fjärrkontrollen dessa kommandon via en radiosignal till drönaren. I andra änden har drönaren en mottagare som tar emot dessa signaler, tolkar dem och utför kommandot på drönaren.

Om din drönare styrs via en smartphone kommunicerar drönaren och enheten i allmänhet via Wi-Fi. De flesta drönare har sina egna drönarappar, som när du installerar dem på din smartphone låter dig enkelt styra drönaren med eller utan fjärrkontrollen. Men räckvidden kan vara begränsad jämfört med att använda kontrollern.

Driftsområde

På tal om räckvidd (det längsta avståndet som en drönare kan färdas från en kontroller), det kan variera från några fot till flera mil beroende på drönaren du använder och styrkan på anslutningen. För leksaksdrönare är det vanligtvis några fot, men för konsument- och konsumentdrönare som DJI-drönare kan det vara så långt som 5 miles.

DJI har gjort sig ett namn i konsumentdrönarvärlden genom att bygga OcuSync, ett avancerat kommunikationssystem som gör att de kan ha en lång räckvidd.

För vissa drönare kan du också köpa räckviddsförlängare för att låta drönaren arbeta längre än vad som ursprungligen var föreskrivet. Men du bör också vara uppmärksam på bestämmelserna eftersom du, om du inte är auktoriserad, alltid bör flyga din drönare inom synhåll.

Så fungerar sensorer (IMU-systemet)

Låt oss nu prata om de olika sensorerna du hittar i en drönare. Men innan vi gör det är det viktigt att erkänna att en drönare inte effektivt kan flyga utan sensorer. Dessa enheter är lika små som en myra, men de är minidatorer som hjälper till att mäta omgivningen och skicka korrekta data till flygledaren, vilket går långt för att stabilisera en drönares flygning. Ju fler sensorer en drönare har, desto mer kommer den att ta hänsyn till fel eller krafter som verkar på drönaren när den flyger. Låt oss titta på var och en av dem.

Accelerometrar

Även känd som MEMS (mikroelektriska mekaniska system), accelerometrar använder kapacitiv och piezoelektrisk teknologi för att detektera linjär acceleration på grund av gravitation . Inom kapacitiv teknik placeras kondensatorer i ett parallellt mönster. Varje förändring i accelerationskrafterna påverkar avståndet mellan dessa kondensatorer, påverkar deras kapacitans och skickar signalerna till flygledaren.

Å andra sidan mäter piezoelektriska orienteringen med hjälp av mikroskopiska kristaller komprimerade som ett resultat av acceleration. En förändring i accelerationskrafterna påverkar trycket, vilket ändrar vikten och motståndet hos dessa kristaller. Accelerometrar är placerade i ett 3-axligt mönster så att de kan upptäcka rörelsen och orienteringen av en drönare i alla riktningar.

Gyroskop

Gyroskop är en annan viktig funktion som hjälper till att stabilisera en drönare. De består av ett hjul som roterar på en axel. Detta hjul roterar på ett sådant sätt att även om drönaren lutar, kommer den fortfarande att behålla sin balans.

Drönare möter ett brett spektrum av krafter i luften, inklusive vind och gravitation. Som ett resultat kan det bli mycket svårt att kontrollera drönaren, särskilt när det är stora vindbyar. Gyroskop är designade för att upptäcka alla dessa krafter och kompensera för dem, så att drönaren ser opåverkad ut.

Naturligtvis kommer andra faktorer som vindens styrka och drönarens vikt att gälla. Men för det mesta kommer drönare att verka stabila i måttliga vindar. Gyroskop omvandlar också dessa rörelser till signaler och skickar dem till ESC.

Du kanske har hört talas om 3-axliga gyroskop och 6-axliga gyroskop. En drönare behöver bara 3-axliga gyroskop, men de flesta drönartillverkare kommer att nämna ett 6-axligt gyro eftersom de tar hänsyn till både gyroskopen och accelerometrarna.

Magnetometrar

Magnetometrar mäter det magnetiska flödet längs stignings-, gir- och rullningsaxeln, vilket hjälper till att upptäcka drönarens orientering i förhållande till den magnetiska nordpolen . När du flyger i områden med mycket elektromagnetisk störning, eller någon annan typ av störning, hjälper magnetometrar till att samla in denna data och skicka den till flygledaren.

Barometriska sensorer

Även känd som trycksensorer, barometrar mäter atmosfärstrycket för att hjälpa till att bestämma drönarens höjd . Om du har stött på en funktion som kallas höjdhållning i de flesta drönare till salu, så är detta en av sensorerna som gör den här funktionen möjlig. Ibland fungerar barometriska sensorer tillsammans med GPS-sensorer för att fastställa en drönares höjd och bibehålla den.

Avståndssensorer

Dessa sensorer använder lasrar, Lidar eller ultraljudsvågor för att mäta avståndet framför en drönare och upptäcka eventuella hinder.

Drone-LED-lampor

Alla drönare kommer med LED-ljus. Och även om de kan ses som dekorationer, tjänar dessa LED-lampor ett syfte. I de flesta fall används de för att informera dig om drönarens status. Vi har täckt mycket om drönare LED-ljus i det här inlägget, men nedan är de viktigaste och vad de betyder.

• Röd kan betyda låga batterinivåer, IMU eller andra systemfel, RTH-läge eller agility-läge.
• Grön är också en vanlig färg som ofta visar att batterinivåerna är lämpliga för att lyfta eller för att visa att GPS:en har anslutit till tillräckligt många satelliter.
• Vit – Vita lysdioder kan betyda en dålig GPS-anslutning eller brist på sådan, eller att sändaren är avstängd.
• Blå – Blå kan betyda blindläge eller stabilitetsläge.
• Orange/gul – Dessa färger kan betyda en dålig GPS-anslutning eller dålig kompasskalibrering som måste åtgärdas.
• Lila – Den här färgen används för att visa Återgå till hemmet eller Följ-mig-lägena fungerar. Men om den blinkar kan det betyda att det finns ett problem med dessa lägen. Det används också för att beteckna AP-läge i vissa drönare.

Nedan finns en annan typ av LED-lampor.

• Anti-kollisionsljus – Ibland kallade navigationsljus, dessa är de ljus som gör din drönare synlig på långt håll, vilket hjälper operatören att förhindra att den kraschar in i andra drönare eller andra föremål. Enligt FAA:s regler, inklusive de senaste reglerna för Remote ID, måste du ha dessa lampor om du vill flyga på natten. De kan vara blå, röda, vita, blinka eller inte blinka, beroende på drönarmodell.

Obs :Olika färger kan betyda olika saker beroende på vilken drönare du använder. Det är därför det är viktigt att alltid kontrollera din specifika manual för riktlinjer.

GPS

Du är så klart bekant med GPS:en på din telefon eller bil som hjälper dig att navigera, men drönare har det också. Installationen av GPS i drönare är en av anledningarna till att drönare kan utföra platsbaserad datainsamling såsom mätning och flygbilder. Så, hur fungerar det?

För att GPS ska fungera måste det finnas en GPS-modul eller ett chip placerat i drönaren och satelliter som kretsar runt jorden. För närvarande kretsar minst 32 GPS-satelliter runt jorden, även känd som GLONASS (Global Navigation Satellite System). GLONASS är ett ryskbaserat satellitsystem designat för positioneringstillämpningar av militärer och civila.

Men endast cirka 24 kommer att fungera vid varje given tidpunkt. Nu behöver en drönare inte ansluta till alla 24 satelliter. De måste ansluta till minst 8, men ju fler satelliter modulen kan ansluta till, desto bättre. Modulen kommunicerar med dessa satelliter för att beräkna dess position.

I drönarapparna finns staplar som visar styrkan hos en GPS-anslutning. Och som tidigare nämnt finns det till och med LED-lampor som varnar dig om eventuella problem med GPS. Om din drönare inte har tillgång till tillräckligt många satelliter kanske den inte lyfter. Några av anledningarna till att du kan få en dålig GPS-anslutning är molntäcke, höga träd, höga byggnader eller berg.

Nu när du vet hur GPS fungerar, nedan är några av sätten det hjälper drönarens funktion.

Höjdhållning

Som nämnts tidigare kan GPS och barometriska sensorer hjälpa till att upprätthålla drönarens höjd . Vissa drönare har en höjdgräns, och FAA kräver också att drönare håller en höjd på mindre än 400 fot. Eftersom detta är fallet kan GPS hjälpa till att upptäcka och begränsa en drönare till en viss höjd.

Håll muspekaren

Även känd som position hold, det är här en drönare lyfter och förblir på samma plats och höjd tills du börjar mata instruktioner till den. Detta gör det väldigt enkelt även för nybörjare att flyga en drönare.

När du inte är säker på kontrollerna kommer drönaren inte att röra sig, den kan driva lite, speciellt när det blåser, men det kommer alltid att rätta till det.

Återvänd till hemmet

Detta är en annan ganska nödvändig funktion, särskilt i nödsituationer som låg batterinivå. Återvänd till hemmet låter drönaren återvända till startpunkten, och det bästa sättet att göra det är att ha koordinaterna för den platsen.

Det är därför det är viktigt att kalibrera GPS:en korrekt och låta den låsa startplatsen. När du har gjort detta, när du väl initierat RTH-funktionen, kommer du inte att förlora drönaren på vägen.

Vissa drönare kommer automatiskt att initiera RTH om de tappar anslutningen, har låg batterinivå eller upplever störningar.

Autonomt flyg (waypoints)

En drönare kan nu flyga på autopilot tack vare GPS. Hur? Allt du behöver göra är att tilldela waypoints, som är koordinater som drönaren kan flyga igenom. Om du använder den för att filma, kartlägga eller kartlägga, kan du fokusera på att producera högkvalitativa bilder medan drönaren flyger på egen hand.

Radardetektering

Liksom flygplan eller fartyg kan drönare upptäckas med radar. Allt handlar om hur radar fungerar. Radarsystem är designade för att upptäcka kroppar som sänder ut radiosignaler. Och som tidigare nämnts kommunicerar drönare med kontroller via radiosignaler.

Så du kan designa ett system som identifierar signaler inom drönarkommunikationens signalområden och annat beteende som drönare uppvisar. I själva verket finns sådana system redan. Bra exempel är DJI:s Aeroscope, AirSpace Galaxy och DeDrone.

Intern kompass och felsäkra funktioner

Drönare har också interna kompasser som fungerar tillsammans med GPS för att förbättra stabiliteten och säkerställa att drönaren är i rätt riktning. Oftast kommer kompassen med GPS-modulen.

När du ställer in en drönare är en av de viktigaste sakerna att göra att kalibrera kompassen. De flesta drönare kommer inte att lyfta om inte kompassen är kalibrerad, så se till att du kontrollerar hur du gör det.

För att effektivt kalibrera kompassen, se till att du befinner dig i ett vidöppet område, ett område utan magnetisk störning och ingen elektronisk utrustning. Kalibrering är också viktigt när du flyttar till en annan plats.

Kom ihåg att om kompassen är felaktigt kalibrerad kommer de flesta GPS-funktioner, inklusive att hitta satelliterna, inte att fungera.

Drönarkompasser har också magnetometrar, som, som jag nämnde tidigare, kommer att upptäcka eventuella anomalier och hjälpa flygkontrollerna att överväga alla faktorer. Allt detta är för att se till att drönaren är rätt orienterad och förhindra alla flygningar som ofta orsakas av dålig GPS och elektromagnetisk störning.

Hinderdetektering och kollisionsundvikande teknik

När jag pratade om sensorer nämnde jag att drönare använder ett brett utbud av tekniker för att upptäcka hinder. Dessa inkluderar LiDAR, monokulär vision, time-of-flight, ultraljud, stereoseende och infraröd.

Men det är en hel del sensorer. Så hur använder drönare dem alla för att undvika hinder? Genom att använda en kombination av modellering, algoritmer, maskininlärning och AI. Algoritmer kan tränas på hur olika objekt ser ut, och de kommer att "lära sig" att associera varje objekt de ser med vad de redan vet för att avgöra om det är ett hinder eller inte.

En annan fascinerande teknik som gör det möjligt att undvika hinder är SLAM (Simultaneous Localization and Mapping). Denna funktion gör att drönare kan kartlägga sin nuvarande miljö baserat på en förinstallerad redan existerande miljö och data som samlas in av sensorer.

Undvik kollision

Nu, det jag just har förklarat hjälper bara en drönare att upptäcka ett objekt framför sig. Men för att det ska undvika objektet måste det beräkna var exakt detta objekt är och hitta en alternativ väg. Ett sätt att drönare uppnår det är genom stereopsis eller stereoseende.

Du kommer att upptäcka att de mest avancerade drönarna kommer att ha två kameror på framsidan. När de har fått bilden av objektet i två perspektiv kan de beräkna 3D-perspektivet genom triangulering. Detta gör att de kan se sin miljö i 3D och uppfatta både avstånd och djup.

Intelligenta flyglägen

Som framhållits flera gånger i den här artikeln, samlar drönare aktivt in data, som sedan kan användas för att kartlägga en väg som drönaren kommer att följa, med minimal input från piloten. Med hjälp av ett operativsystem (mer om detta senare) kan du även förprogrammera olika flygmönster som en drönare kan åstadkomma på egen hand. Dessa är också kända som intelligenta flyglägen.

Förutom att upptäcka objekt, tillåter denna teknik också att drönare identifierar objekt, även känd som Follow-Me, eller ActiveTrack i DJI-drönare. Som sådan kan du låsa dig själv som POI och jogga, åka skridskor eller delta i någon aktivitet, och drönaren kommer att följa dig medan du filmar samtidigt som den undviker alla hinder på vägen.

Andra intelligenta flyglägen inkluderar;

• Höjdhållning
• Auto-retur hem
• Positionsläge (P-läge)
• Attitude Mode (ATTI Mode)
• TapFly –
• Quickshots – Dronies, Helix, Circle, Rocket, etc.
• Vägpunkter
• Cinematic Mode

Realtidsparametrar

Nuförtiden är drönare designade för att kommunicera sin telemetriinformation i realtid till styrenheten eller appen. Detta inkluderar batterinivåer, GPS-anslutning, höjd och andra aspekter av drönaren.

Du kan också få varningar när du överskrider en operationsräckvidd, när du flyger för högt eller till och med när du flyger i begränsade områden. All denna information gör det lättare att övervaka drönaren och minimerar krascher.

Geofencing

Geofencing är en funktion som upprätthåller restriktioner och varnar när en drönare går in i ett begränsat luftrum, även känd som No-Fly Zones. Dessa zoner inkluderar militärbaser, Vita huset, flygplatser, fängelser, etc. Om du inte hittar ett sätt att kringgå denna begränsning, kommer din drönare inte att lyfta när du är i dessa regioner.

Alla drönare är dock inte begränsade av geofencing. För att det ska fungera måste drönaren ha GPS och den måste vara integrerad med kartan som innehåller flygförbudszoner.

Droneoperativsystem (firmware)

Drönare kan enklast ses som flygande datorer. Som vi har konstaterat händer mycket när en drönare lyfter och när den är i luften. Det finns sensorer som samlar in data, kommunikation med styrenheten, propellrar, batterier och många andra funktioner.

Men vad driver hela detta system? Drönare har firmware, ofta byggd på operativsystemet Linux, även om vissa använder MS Windows. Det finns också flera drönaroperativsystem med öppen källkod som tillverkare kan använda istället för att bygga ett från grunden. Dessa inkluderar;

• Linuxs drönarkod
• FlytOS
• Auterion

Drönarens firmware måste uppdateras regelbundet för att säkerställa att alla drönarkomponenter fungerar som de ska, eller för att introducera nya funktioner.

Programvara och firmware

För att effektivt passa in i olika branscher har det skett en ökad utveckling av mjukvara för drönare. Nedan är några av de mest populära branscherna där drönare är tillämpliga och programvaran som drönare kan använda.

• Filning och fotografi – Lightworks, iMovie, VSDC Free Video Editor, HitFilm Express och Davinci Resolve.
• Låtermätning, kartläggning och flygfotografering – DroneDeploy, Pix4D, ArcGIS, Maps Made Easy och PrecisionHawk.
• Konstruktion – 3DR, PixPro och Datumate.
• Jordbruk – SLANTRANGE, AgEagle.

Kamera

Tack vare tekniska framsteg är det nu möjligt att ansluta högkvalitativa kameror till drönare. Som redan nämnts spelar drönare nu en stor roll inom filmning och fotografering, där vi tidigare behövde helikoptrar och annan dyr utrustning.

För ett rimligt pris är det möjligt att hitta en drönare som kan filma i 4K med 30 fps. Ett bra exempel som är både en hobbydrönare och en professionell drönare är DJI Mavic Mini 2. Mavic-serien, särskilt Mavic Air-drönarna, är några av de bästa fotograferingsdrönarna för nybörjare och erfarna fotografer tack vare deras enkla användning, utökade flygning tider, utmärkta kameror och avancerade flygkontrollsystem.

Drönare som Autel Robotics EVO II-serien kan till och med filma i 8K-upplösning. Och drönare som Inspire-serien från DJI har Zenmuse X7, som kan filma i 6K-upplösning, och de har varit avgörande för att filma många storfilmer.

Förutom att fotografera i hög upplösning har vissa drönare också en zoomfunktion, vilket gör att drönare kan titta närmare på objekt, även när de är på avstånd. Beroende på drönaren du använder kan zoomfunktionen antingen ha en mild förlust eller förlustfri zoom. DJI har Zenmuse Z30 med en zoom på upp till 180x, vilket är en av de största du hittar i en prosumer drönare.

Gimbaler och tiltkontroll

Så mycket som drönare har avancerade stabilitetssystem är de fortfarande inte särskilt stabila, vilket skulle vara dåligt för filmning eftersom den rörelsen skulle göra bilderna värdelösa. Tack och lov finns det gimbals som hjälper till att stabilisera kamerorna oavsett turbulens.

Även billiga drönare har nu gimbals, mestadels 3-axliga gimbals, som stabiliserar kamerorna i alla riktningar. Dessa gimbals ger jämna, tydliga bilder och kompenserar för drönarens rörelser.

För de som inte har några kardaner är vissa kompatibla med tredje parts kardansystem.

Livevideoöverföring

Det är nu mycket vanligt att hitta drönare som kan vidarebefordra videofilmer, även känd som FPV (First Person View).

Allt detta möjliggörs av Wi-Fi-anslutning och radiosignaler mellan drönaren och kontrollerna. Drönare har en sändare som samlar in videofilmen och skickar den som en signal till kontrollenheten.

I andra änden kommer drönaren att ha en antenn eller mottagare som tar emot signalen och konverterar den till en video som du kan se på smarttelefonens skärm. Eller så kan du köpa FPV-glasögon som får det att kännas som att du sitter i drönarens cockpit. FPV är också en viktig del av drönarracing, en snabbväxande sport.

Trots att de bara är några år gammal finns det flera drönarracingligor som Multi GP och DRL, där drönarpiloter tävlar om tusentals dollar och njuter av sponsringsavtal precis som vanliga professionella atleter. Dessa lopp streamas också på live-TV, vilket ger andra piloter och hobbyister en bild och känsla av adrenalinet som är involverat i ett sådant lopp.

Andra drönarsensorer

En av de bästa sakerna med drönare är förmågan att bära en nyttolast. Därför, om du vill utöka dess tillämpning och användbarhet, är allt du behöver göra att hitta en lämplig enhet att lägga till drönaren, och en av dessa enheter är sensorer.

Förutom de sensorer som jag nämnde tidigare som hjälper drönaren att navigera, kan du fästa multispektrala sensorer för jordbrukstillämpningar, Lidar-sensorer för konstruktionsinspektion eller termiska sensorer för brandanalys.

Även kameror är sensorer som fungerar i synligt ljus. Dessa sensorer är hårdvara, och data du får från dem kan analyseras med hjälp av programvaran jag nämnde tidigare för att få meningsfull information som är avgörande för beslutsfattande.

Säkerhet och hacking

Eftersom de flyger datorer kan drönare hackas, och de kan också användas för att hacka sig in i andra system eller till och med spionera på andra människor. Och de dåliga nyheterna är att det inte är så svårt att hacka sig in i en drönare.

En hacker kan hacka sig in i din drönare och ladda ner filmer som du har tagit eller till och med använda drönaren för att hacka in i ditt hemnätverk. De kan också hacka och ta kontroll över drönaren genom en process som kallas GPS-spoofing, där de guidar drönaren till "falska" koordinater. Med det i åtanke, nedan är några sätt du kan förhindra att din drönare hackas.

• Firmware-uppgraderingar – Som tidigare nämnts uppdaterar drönartillverkare regelbundet firmware. För att säkerställa att din drönare är skyddad, se alltid till att du använder den senaste firmware.
• Använd ett VPN för att blockera ditt nätverk från att nås av utomstående.
• Skydda din smartphone och bärbara datorer med Anti-Virus . När du överför bilder mellan drönaren och smarttelefonen eller använder smarttelefonen för att styra drönaren, utsätter du din drönare för skadliga attacker.
• Om möjligt ställ in återgång till hem-punkten manuellt .
• Använd ett starkt lösenord i din app och ditt hemnätverk.
• Begränsa antalet personer använda hemnätverket vid en given tidpunkt.

Dronetyper och användningsområden

Nu när vi vet hur drönare fungerar, låt oss titta på huvudtyperna av drönare och hur de bäst används.

Flerrotordrönare

Även känd som quadcopters, dessa är de mest populära typerna av drönare. De är också drönarna jag pratade om när jag förklarade framdrivningssystemet. De har minst fyra rotorer, även om några av dem kan ha fler rotorer.

Their small size, agility, speed, and maneuverability allow them to find applications in many industries, including agriculture, filming, and industrial inspection. The only issue with these drones is the propulsion system consumes a lot of energy. As a result, their batteries don’t last long.

Drönare med fasta vingar

This is another popular type of drone. Unlike the multi-rotor drones that have propellers, these drones have fixed wings, similar to those you’ll find on planes. They need some sort of runway or catapult system to take off. But once they do, they conserve energy, allowing them to fly for long.

They’ve been quite useful in agriculture, such as the SenseFly drones, and in land survey, such as the Delair drones.

Single-rotor drones

These are simply tiny helicopters that rely on one rotor. They control their speed, roll, pitch, and yaw by adjusting the angle of the rotor. Most of the single-rotor drones you’ll find are toys. Still, there are also larger advanced models with the ability to carry heavy payloads, and they can also be powered by gas instead of regular batteries.

Hybrid or VTOL drones

VTOL stands for Vertical Take-Off and Landing, which are drones that utilize the extended flight time of a fixed-wing drone and the vertical taking off and maneuverability of a multirotor. This makes them the most versatile drones, but they are also quite expensive. A good example is the Wingtra drones, which are very useful in surveying and mapping.

Other categories

You can also categorize drones based on how they are used, which include:

• Toy drones
• Consumer drones
• Professional drones
• Racing drones
• GPS drones

Fixed-wing, multi-rotor, single-rotor, and VTOL drones can fit in any of these categories depending on how they are built and their features.

Slutsats

Och där har du det. If you are new to the world of drones, you can bookmark this post, for I went all out to explain how every aspect works, the types, and some issues associated with drones. Is there any aspect that you think I missed and you would like me to address? Please let us know!