Как работи дрона? | dLambow

(How the drone works?)

Как работи дрона? - управление, задвижване, функции, използване

Дронът е летящ робот, който може да се управлява дистанционно от оператор или да лети автономно, използвайки софтуерно контролирани планове на полета във вградените си системи, които работят заедно с бордови сензори и система за глобално позициониране (GPS или друга подобна).

Подобно на хеликоптер, дронът използва перките си за изтласкване на въздух надолу, в съответствие с третия закон за движението на Нютон. Реакцията е сила, наречена повдигане, която избутва дрона нагоре. Всяка от перките създава повдигаща сила, а общото повдигане за квадрокоптера ще бъде сумата от повдигането на всичките му перки.

Как работи дрона? (How the drone works?)

Така, излитайки нагоре във въздуха, дроновете стават технология, способна да заснеме невероятно видео в ръцете на квалифицирани оператори и да осигури сериозно интернет забавление. Дроновете могат създават светлинно шоу, да осигуряват медийно отразяване на събития, да оказват помощ след опустошителните природни стихии и могат да вършат много друга, полезна за хората работа.

Работни функции в дрона

С джойстик и GPS система, операциите на повечето потребителски дронове не изглеждат по-сложни от играенето на видео игра. Зад лесния потребителски интерфейс обаче стоят акселерометър, жироскоп и други сложни технологии, които работят, за да направят механиката на полета на дрона възможно най-плавна.

Примерите за функции на дрона

Функциите на дрона варират в зависимост от употребата му и включват:

• - различни видове камери с висока производителност, възможност за зум, стабилизиране и накланяне;
• - изкуствен интелект (artificial intelligence - AI), който позволява на дрона да следва обекти;
• - функции за добавена реалност, които наслагват виртуални обекти върху кадрите от камерата на дрона;
• - формат за съхранение на заснетите кадри;
• - максимално време на полет, което определя колко дълго може да остане дронът във въздуха;
• - максимални скорости, включително на изкачване и на спускане;
• - точност на висене над определена точка;
• - сензорен обхват на препятствието;
• - задържане на височината, което поддържа дрона на фиксирана височина;
• - видео на живо;
• - полетни дневници.

Как всъщност лети един дрон?

Малко безжична технология и много физика.
Дроновете имат две основни функции:

• - режим на полет и
• - режим на навигация.

За да летят, дроновете трябва да имат източник на енергия, като батерия или гориво, захранващи един или няколко двигателя. Те също имат ротори, витла и рамка. Рамката на дрона обикновено е изработена от лек, композитен материал, за да се намали теглото и да се увеличи маневреността.

Дроновете изискват контролер, който позволява на оператора да осъществява дистанционно управление, навигация и приземяване на летящото устройство. Контролерите комуникират с дрона с помощта на радиовълни, като Wi-Fi.

Основни части на дрона?

Дроновете имат голям брой части, осигуряващи тяхната работа във въздуха, включително:

• - електронни регулатори на скоростта, които контролират скоростта и посоката на двигателя;
• - контролер на полети;
• - GPS модул;
• - батерия;
• - антена;
• - приемник;
• - камери;
• - сензори, включително ултразвукови сензори и сензори за избягване на сблъсък;
• - акселерометър, който измерва скоростта; и
• - алтиметър, който измерва надморска височина.

Работни системи на дрона

 

Управление на дрон

Дроновете могат да се управляват дистанционно, често от смартфон или таблет. Безжичната свързаност позволява на операторите да виждат дрона и заобикалящата го среда от птичи поглед. Потребителите могат също така да използват приложения за предварително програмиране на конкретни GPS координати и създаване на автоматизирана траектория на полета за дрона.

Друга удобна безжична функция е възможността за проследяване на заряда на батерията в реално време, важна функция, тъй като дроновете използват по-малки батерии, за да поддържат теглото си ниско.

Сложното инженерство, което се използва при изграждането на дронове, означава, че операторите не трябва да се тревожат за баланса, тягата и други сложности и могат просто да се насладят на акта на летене с тях. Свръхотзивчивият характер на машините, който ще бъде подобрен само с 5G, дори позволява на експертите да се състезават с дронове през високоскоростни писти с препятствия.

Навигационна система

Навигационните системи, обикновено се помещават в носа на дрона. GPS на дрона съобщава точното му местоположение на контролера. Вграден алтиметър може да предава информация за надморската височина на полета. Алтиметърът също помага да се поддържа дрона на определена надморска височина, ако контролерът посочи такава.

Акселерометър и висотомер

Акселерометърът предоставя на дрона информация за неговата скорост и посока, докато висотомерът съобщава на машината нейната надморска височина. Тези функции също така помагат на дрона да кацне бавно и безопасно, като го предпазва от пропадане във въздушен вакуум, което може да издърпа надолу надолу по непредсказуем начин.

Сензорни системи

Дроновете могат да бъдат оборудвани със сензори, включително ултразвукови, лазерни или лидарни сензори за разстояние, сензори за време на полет, химически сензори и сензори за стабилизиране и ориентация. Визуалните сензори предлагат неподвижни и видео данни.

Червените, зелените и сините сензори събират стандартни визуални червени, зелени и сини дължини на вълната, а мултиспектралните сензори събират видими и невидими дължини на вълните, като инфрачервени и ултравиолетови. Акселерометри, жироскопи, магнитометри, барометри и GPS също са често срещани функции на дронове.

Примери за използване на сензори

• - Термичните сензори правят възможни приложения за наблюдение и сигурност, като наблюдение на добитък и откриване на топлинен сигнал.

• - Хиперспектралните сензори помагат за идентифициране на минерали и растителност и са идеални за използване при здравето на културите, качеството на водата и повърхностния състав.

• - Някои дронове използват сензори за откриване на препятствия и избягване на сблъсъци.

 

Предназначение на сензорите

По правило, сензорите са предназначени за откриване на обекти пред дрона. Някои дронове вече осигуряват откриване на препятствия в пет посоки: отпред, отзад, отдолу, отгоре и отстрани.

Фотоапарати

Някои дронове имат вградени камери на борда, които позволяват на оператора да види къде лети дронът, без да има пряка видимост към устройството. Камерите, монтирани на дроновете, помагат на потребителите да виждат труднодостъпни места и могат да помогнат при случаи за търсене и спасяване. За кацане дроновете използват системи за визуално позициониране с обърнати надолу камери и ултразвукови сензори. Ултразвуковите сензори определят колко близо е дронът до земята.

Задвижване на дрона

Дронът разчита на ротори за своето вертикално движение. Дроновете използват роторите си - които се състоят от перки, прикрепени към двигатели - за да кръжат, което означава, че тягата надолу на дрона е равна на гравитационното привличане, работещо срещу него:

• - изкачване, когато оператора увеличава скоростта на двигателите, докато роторите произведат сила нагоре, по-голяма от гравитацията;

• - спускане, когато операторите изпълняват обратното и намаляват скоростта на двигателите.

За да кръжат, два от четирите ротора на дрона се движат по посока на часовниковата стрелка, докато другите два се движат обратно на часовниковата стрелка. Така се гарантира, че страничната инерция на дрона остава балансирана. За да се избегне отклонение от вертикалното му движение, другите два ротора на дрона ще увеличат въртенето си. Същият принцип се прилага за движение напред и назад - роторите на дрона трябва да прилагат тяга, като същевременно се уверяват, че въртенето на роторите поддържа дрона балансиран.

В заключение

Дроновете са многофункционално оборудване, което работи използвайки удобството на безжичната технология, за да прави всичко - от заснемане на видео до оказване на помощ при спешни случаи. Известни са различни видове дронове и тяхната полезност само ще расте с развитието на технологията и светът става по-свързан. Това налага все по-добре да разбираме как работи дрона, какви функции осигурява и в какви ситуации да ги използваме.

----------------