Вид от первого лица (радиоуправление)

Чтобы узнать о других значениях, см. Вид от первого лица (значения) .

Дрон-гонщик в очках FPV и с радиоконтроллером в руках

Вид от первого лица ( FPV ), также известный как вид от удаленного человека ( RPV ) или видеопилотирование , — это метод, используемый для управления радиоуправляемым транспортным средством с точки зрения водителя или пилота. Чаще всего он используется для пилотирования радиоуправляемого самолета или другого типа беспилотного летательного аппарата (БПЛА), например военного дрона . Оператор получает вид от первого лица с помощью бортовой камеры, которая передает видео на очки FPV или монитор. камеру с возможностью панорамирования и наклона, Более сложные установки включают подвесную управляемую датчиком гироскопа в очках пилота, а также двойные бортовые камеры, обеспечивающие настоящее стереоскопическое изображение.

Воздушный FPV

Ассортимент FPV-самолетов популярной конструкции «Небесный охотник» на встрече FPV в Колорадо в июле 2013 года.

Airborne FPV — это тип полета с дистанционным управлением (RC), популярность которого в последние годы возросла. Он включает установку небольшой видеокамеры и аналогового видеопередатчика на радиоуправляемый самолет и полет с помощью нисходящей линии связи в реальном времени, обычно отображаемой на видеоочках или портативном мониторе. FPV стал все более распространенным в конце 2000-х - начале 2010-х годов. В настоящее время это один из самых быстрорастущих видов деятельности, связанный с радиоуправляемыми самолетами, и он привел к появлению небольшой, но растущей отрасли, производящей продукцию, специально предназначенную для использования FPV. Самолеты FPV часто используются для аэрофотосъемки и видеосъемки, и многие видеоролики полетов FPV можно найти на популярных видеосайтах, таких как YouTube и Vimeo . Для этой цели многие пилоты FPV используют вторую, легкую высокого разрешения бортовую видеокамеру , такую ​​​​как камера GoPro, в дополнение к своим видеоканалам стандартной четкости .

Фильм 2021 года «Красное уведомление» стал одним из первых голливудских художественных фильмов, в которых для кинематографии широко использовались летающие дроны FPV.

Оборудование

Пилот FPV управляет своим самолетом, используя видеоочки, а корректировщик направляет на самолет направленную антенну.

Существует два основных компонента установки FPV: бортовой компонент и наземный компонент (обычно называемый наземной станцией). Базовая система FPV состоит из камеры и аналогового видеопередатчика на самолете, а также видеоприемника и дисплея на земле. Более продвинутые настройки обычно включают в себя специализированное оборудование, в том числе экранные дисплеи с GPS- навигацией и полетными данными, системы стабилизации и устройства автопилота с возможностью «возврата домой», позволяющие самолету самостоятельно вернуться в исходную точку в случае потеря сигнала. Еще одной общей особенностью является добавление к камере возможности панорамирования и наклона, обеспечиваемой сервоприводами. В сочетании с видео-очками и устройствами слежения за головой это создает по-настоящему захватывающий опыт от первого лица, как если бы пилот действительно сидел в кабине радиоуправляемого самолета. Приемное оборудование, обычно называемое «Наземной станцией», обычно состоит из аналогового видеоприемника (соответствующего частоте передатчика на борту самолета) и устройства просмотра. Более сложные наземные станции часто включают в себя средства записи полученного изображения вместе с более сложными антеннами для достижения большей дальности и четкости.

Типы самолетов

Летающее крыло FPV в полете, снятое HD-камерой другого самолета FPV.

Любую модель самолета можно модифицировать для FPV. Двумя наиболее распространенными вариантами являются самолеты с неподвижным крылом и мультикоптеры, хотя первые производители переоборудовали модели вертолетов.

Фиксированное крыло

Самолеты, как правило, имеют средние размеры, имеют достаточно места для полезной нагрузки для видеооборудования и большие крылья, способные выдержать дополнительный вес. Большинство из них имеют толкающий пропеллер, позволяющий сохранять изображение «без опоры» как в прямом эфире, так и в записи высокой четкости . Примеры этих самолетов включают Multiplex EasyStar, Skyhunter 1800, Skywalker 1680 (и его последующие варианты), Hobbyking Bixler (и его последующие варианты) и самолеты типа «летающее крыло» Ritewing Zephyr. Конструкции летающего крыла популярны для FPV, поскольку многие пилоты считают, что они обеспечивают наилучшее сочетание большой площади поверхности крыла, скорости, маневренности и способности планировать.

Мультикоптер

Мультикоптеры , особенно квадрокоптеры , быстро набирают популярность как гибкие платформы для камер, которые могут снимать высококачественное видео, зависая и маневрируя в ограниченном пространстве. Этот рост популярности произошел главным образом благодаря новым технологиям производства и снижению стоимости компонентов, что сделало эту сторону хобби FPV более доступной для более широкой аудитории. В последние годы мультикоптерные гонки FPV стали очень быстрорастущей отраслью радиоуправляемого хобби, наряду с более крупными квадроциклами, созданными для полетов на большие расстояния.

Радиочастоты

Типичный аналоговый видеопоток с FPV с экранным меню (OSD), отображающим навигационные данные.

Наиболее распространенные частоты, используемые для передачи видео RC:

900 МГц, 1,2 ГГц (только для лицензиатов любительской радиосвязи), 2,4 ГГц и 5,8 ГГц. дальнего действия УВЧ Специализированные системы управления любительской радиосвязи работают на частоте 433 МГц ( только для лицензиатов , особенно с учетом того, что Швейцария имеет для них эксклюзивные распределения и вторичное использование в большей части Северной Америки ). или 869 МГц и обычно используются для достижения большей дальности управления, в то время как использование направленных антенн с высоким коэффициентом усиления увеличивает дальность видеосвязи. Сложные установки способны достигать дальности действия 20–30 миль и более, а также с помощью дополнительных технологий, таких как шумоподавление. В дополнение к стандартным частотам видео, появились 1,3 ГГц и 2,3 ГГц, которые можно использовать без помех от полос на более распространенных и используемых частотах, таких как 2,4 ГГц. (1,3 и 2,3 ГГц предназначены только для лицензированных пользователей.)

900 МГц обеспечивает большую дальность действия и лучшее проникновение вокруг деревьев, крупных растений и даже зданий. Однако при использовании более мощной частоты обычно требуется антенна большего размера, поэтому для некоторых установок портативность является проблемой. Во многих странах для работы на этой частоте требуется лицензия радиооператора, поэтому коммерциализация затруднена.

На другом конце спектра находится частота 5,8 ГГц, популярность которой в последние годы растет. Аппаратное обеспечение для этой частоты чрезвычайно дешево, не требует лицензии на использование (в соответствии с указанными выделенными диапазонами и выходной мощностью), а антенны относительно небольшие, что обеспечивает лучшую портативность. Эта частота обеспечивает отличное качество видео в сочетании с очками FPV. Однако этот сигнал имеет плохое проникновение, особенно вокруг плотных объектов, таких как вода и бетон, поэтому его эффективная дальность ограничена.

Военное использование

Дополнительная информация: Барражирующий боеприпас § Эволюция в дополнительные роли.

Беспилотник FPV, вооруженный взрывчаткой, используется в военных целях

Российские войска используют беспилотники FPV под Донецком во время российского вторжения на Украину

Во время российского вторжения в Украину дроны FPV, часто вооруженные взрывчаткой и используемые в качестве дронов-смертников , использовались обеими сторонами конфликта. Первоначально их использовала в основном Украина, но позже и Россия.

Правила и безопасность

Способность FPV-самолетов летать далеко за пределами видимости пилота и на значительной высоте над поверхностью вызвала некоторые опасения по поводу безопасности, связанные с рисками столкновений с пилотируемыми воздушными судами или опасности для людей и имущества на земле, в результате чего некоторые национальные авиационные власти регулировать или запрещать полеты FPV.

Несмотря на проблемы безопасности и несколько более высокий риск крушения или повреждения на значительном расстоянии от пилота из-за потери видео или технической проблемы, никогда не было зарегистрировано происшествий с участием беспилотного летательного аппарата, повлекших за собой серьезные травмы или материальный ущерб из-за для управления FPV. Поэтому безопасность использования FPV-самолета полностью зависит от мастерства пилота. Как и в случае со всеми пилотами беспилотных или дистанционных летательных аппаратов, существует ряд мер безопасности и законов, которые можно использовать, например, избегать полетов над населенными пунктами или на больших высотах, где вероятно присутствие пилотируемых самолетов, и использовать автопилоты с возможностью «возврата домой». "возможность, которая может автоматически вернуть самолет в исходное местоположение в случае потери сигнала. Такие меры предосторожности повышают уровень безопасности полетов FPV и минимизируют риск потери самолета или повреждения имущества.

Великобритания

Соединенное Королевство требует, чтобы пилоты FPV летали в сопровождении компетентного лица, отвечающего за наблюдение за траекторией воздушного судна в целях предотвращения столкновений и обеспечения безопасности; CAA недавно согласилось с тем, что это компетентное лицо не обязательно должно быть способным управлять самолетом, но должно быть проинструктировано пилотом. Максимальная высота увеличена до 1000 футов (300 метров) над уровнем земли для самолетов массой до 3,5 кг. В Великобритании FPV UK — это некоммерческая ассоциация пилотов-любителей радиоуправляемых моделей самолетов. . Они консультировали CAA по вопросам, касающимся полетов FPV и влияния регулирования.

Соединенные Штаты

В Соединенных Штатах операции FPV и беспилотные летательные аппараты обычно могут регулироваться следующими организациями:

Федеральное управление гражданской авиации

Правовой статус FPV и моделей самолетов в целом согласно федеральному закону об авиации в настоящее время неясен. В марте 2014 года по делу Уэрта против Пиркера судья по административным делам Национального совета по безопасности на транспорте (NTSB) отклонил принудительный иск ФАУ против оператора модели самолета в соответствии со статьей 14 CFR 91.13 (запрещающей небрежное и безрассудное управление самолетом), постановив что модели самолетов по закону не классифицируются как «самолеты» и что на них не распространяются никакие действующие Федеральные авиационные правила (FAR). Это решение было обжаловано в полном составе NTSB. 17 ноября 2014 года NTSB издал постановление, отменяющее решение судьи по административным делам и постановившее, что модели самолетов по закону считаются «самолетами», по крайней мере, для целей 14 CFR 91.13, и вернул дело судье по административным делам, чтобы определить, является ли Рафаэль Действия Пиркера представляли собой безрассудную операцию. Остается неясным, какие еще положения Федеральных авиационных правил применимы к моделям самолетов, но вполне вероятно, что все правила, применимые к «самолетам», в целом потенциально могут применяться в соответствии с этим стандартом.

18 июня 2014 года Федеральное управление гражданской авиации (ФАУ) выпустило уведомление о толковании специального правила для моделей самолетов в разделе 336 Закона о модернизации и реформе ФАУ, принятого Конгрессом в феврале 2012 года, которое освобождало модели самолетов, отвечающие определенным критериям, от будущее создание правил ФАУ. В этом документе ФАУ изложило свою позицию, согласно которой модели самолетов, летающие с использованием видеоочков FPV, не удовлетворяют требованиям определения, изложенным в разд. 336, что модели самолетов должны «летать в пределах прямой видимости человека, управляющего самолетом», и что «Модели самолетов, которые не отвечают этим законодательным требованиям, тем не менее, являются беспилотными воздушными судами и, как таковые, подпадают под действие всех существующих правил ФАУ, а также будущие действия по созданию правил, и ФАУ намерено применить свои правила к таким беспилотным самолетам». В долгосрочной перспективе ФАУ разрабатывает правила для небольших беспилотных авиационных систем, которые могут повлиять или не повлиять на полет FPV.

В уведомлении о толковании далее говорилось, что даже модели самолетов, которые соответствуют требованиям Sec. 336 являются юридически признанными воздушными судами, и ФАУ имеет право применять принудительные меры против операторов моделей самолетов, которые не соблюдают определенные положения Части 91 Федеральных авиационных правил, включая 14 CFR 91.113 , который требует, чтобы «сохранялась бдительность каждый человек, управляющий воздушным судном, должен видеть и избегать других самолетов». Поскольку ФАУ еще не стремилось обеспечить соблюдение этого правила в отношении операторов беспилотных самолетов, в настоящее время неизвестно, распространяется ли оно на модели самолетов и какие действия необходимы для соблюдения. Тем не менее, ФАУ неоднократно заявляло, что оно не верит в то, что беспилотные летательные аппараты с видеопилотированием способны «видеть и избегать» других воздушных судов, как того требует это правило, подразумевая, что ФАУ рассматривает операции с FPV как нарушение этого правила и, следовательно, подлежит к возможным принудительным мерам.

Федеральная комиссия по связи

Существуют дополнительные юридические последствия, связанные с использованием радиочастот для управления самолетами FPV. Лицензированным радиолюбителям разрешается использовать любительские радиочастоты для телеуправления моделями самолетов. Однако Федеральная комиссия по связи запрещает использование любительских радиочастот для коммерческой деятельности (как правило, для любой формы экономической выгоды или коммерческой деятельности). FCC еще не рассмотрела вопрос создания выделенных частот управления и контроля для коммерческих беспилотных самолетов, и большинство гражданских беспилотных самолетов продолжают использовать любительские радиочастоты, даже когда они используются в коммерческих целях. Хотя Федеральная комиссия по связи до сих пор не предпринимала каких-либо принудительных действий, связанных с использованием любительских радиочастот коммерческими беспилотными самолетами, она имеет право взимать гражданские конфискации и штрафы в десятки тысяч долларов за нарушение своих правил.

Служба национальных парков

Согласно указу Службы национальных парков от 2014 года, модели самолетов и другие беспилотные летательные операции запрещены на всей территории, находящейся в ведении Службы национальных парков, за некоторыми исключениями для уже существовавших полей для моделей самолетов, которые были созданы до принятия этого правила. Поскольку Служба национальных парков не обладает юрисдикцией над воздушным пространством, которое регулируется исключительно ФАУ, это правило применяется только к беспилотным самолетам, летающим с территории Службы национальных парков. Это не распространяется на пролеты над территорией Службы национальных парков беспилотными летательными аппаратами, эксплуатируемыми в других местах.

Государственные и местные органы власти

Существует множество государственных и местных законов и постановлений, касающихся моделей самолетов в целом и FPV в частности. Правительства многих штатов и местные органы власти ограничивают или запрещают запуск моделей самолетов в местных парках. Законы некоторых штатов имеют целью ограничить или запретить аэрофотосъемку с использованием беспилотных летательных аппаратов, хотя такие законы, скорее всего, будут признаны недействительными, если их оспорить в суде из-за преимущественного права федерального правительства, поскольку ФАУ обладает исключительной регулирующей юрисдикцией в отношении всех самолетов и воздушного пространства с поверхности.

Академия модельного воздухоплавания

Академии модельной аэронавтики (AMA) Официальный кодекс безопасности (который регулирует полеты на площадках, связанных с AMA) разрешает полеты FPV в соответствии с параметрами документа AMA № 550, заархивированного 15 августа 2013 г. на Wayback Machine , который требует, чтобы самолет FPV был находился в пределах прямой видимости, а наблюдатель постоянно поддерживал визуальный контакт с моделью без посторонней помощи. Поскольку эти ограничения запрещают полеты за пределами видимости пилота (способность, которую многие считают наиболее привлекательным аспектом FPV), большинство любителей, которые летают на FPV, делают это за пределами обычного санкционированного членства в клубах RC и на летных полях этих клубов.

Канада

Канадский эквивалент AMA, MAAC , имеет аналогичные правила. к AMA для пилотирования FPV, как часть того, что можно просмотреть на странице документов их организации .

Австралия

Легкие модели, такие как этот 31-граммовый дрон с видом от первого лица, обычно освобождаются от регулирования.

В Австралии эксплуатация самолетов FPV регулируется законами и правилами, касающимися использования радиочастотного спектра, соблюдение которых обеспечивается ACMA ( Австралийское управление по коммуникациям и средствам массовой информации ), а также использования воздушного пространства, которое обеспечивается CASA ( Управление по безопасности гражданской авиации ).

Вся беспилотная авиационная деятельность в Австралии регулируется CASR (Правилами безопасности гражданской авиации), часть 101. который включает в себя секции по БПЛА и моделям самолетов, а также другие операции. В настоящее время он находится на рассмотрении, и ожидается появление новых правил, касающихся БПЛА и авиамоделей.

• Любое коммерческое использование (т. е. любая форма оплаты или выгоды) беспилотного летательного аппарата приводит к тому, что операции подпадают под действие Раздела эксплуатации беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), CASR 101–1. Этот раздел требует утверждения и соблюдения официальных процедур лицензирования, обучения и документации. Эти требования обычно требуют затрат порядка тысяч долларов, что делает коммерческие операции недоступными для большинства любителей. Это одна из областей, которая в настоящее время рассматривается CASA, и в первоначальных отчетах указывается потенциальный вариант более простой регистрации легких БПЛА без необходимости формальной сертификации.
• Некоммерческое использование регулируется разделом 101-3. который включает в себя требования, которые:
  • Эксплуатация модели не приносит никакой коммерческой выгоды – ее можно использовать только в спортивных или развлекательных целях.
  • Максимальный вес 150 кг (модели весом более 25 кг должны эксплуатироваться в клубных условиях при дополнительных условиях)
  • Модели весом до 100 грамм освобождены от регулирования.
  • Полеты разрешены только при дневном свете, за исключением случаев, предусмотренных письменными процедурами уполномоченной организации (например, MAAA).
  • Модель должна оставаться в пределах прямой видимости оператора.
  • В пределах 3 морских миль от аэродрома или в контролируемом воздушном пространстве полет ограничивается высотой 400 футов над уровнем земли.

Практические соображения

• MAAA ( Модельная авиационная ассоциация Австралии ) опубликовала «Политику просмотра от первого лица (FPV)». Чтобы соответствовать правилам CASR, они требуют, чтобы пилот, использующий FPV, не был фактическим пилотом, отвечающим за модель, и чтобы второй пилот всегда держал модель в поле зрения и был способен взять на себя управление самолетом без каких-либо действий. действия пилота FPV. В результате пилот FPV становится «приглашенным пилотом» для полета, при этом вся ответственность за безопасность и выполнение полета ложится на пилота, находящегося в зоне прямой видимости. В обновлении к этому документу говорится, что «допустимо, чтобы система возврата домой была установлена ​​и работала, а затем модель управлялась одним передатчиком. Система возврата домой должна соответствовать требованиям MOP067».
• Хотя наличие лицензии на радиолюбительство позволит оператору FPV использовать уровни мощности передатчика, достаточные для полетов на расстояние более нескольких сотен метров, требование CASR 101-3 о том, чтобы модель находилась в прямой видимости пилота, остается камнем преткновения для этого хобби. .

Наземные транспортные средства FPV

Любое транспортное средство с дистанционным управлением, способное нести небольшую камеру и видеопередатчик, может управляться с помощью FPV. Соответственно, системы FPV также часто используются в автомобилях с дистанционным управлением и других наземных моделях, хотя эффективная дальность действия таких установок обычно будет намного меньше, чем у аналогичной воздушной системы, из-за наземных препятствий, блокирующих радиосигнал.

См. также

• Гонки на дронах
• Удаленный идентификатор
• Регулирование беспилотных летательных аппаратов