Для забезпечення відеозв’язку FPV-дрона з оператором в реальному часі з мінімальною затримкою використовують відеокамери. Пристрій розміщують спереду рами безпалотника під кутом до горизонту майже над модулями навантаження для FPV, щоб деталі інших компонентів не перешкоджали огляду. В статті переглянемо новітні технології та функції камер, важливі для використання у військових цілях.
Камера як головний сенсор пілота
Камера для ФПВ має передавати запис максимально швидко. FPV дрон це місія у складі штурмових груп ЗСУ, тому вони мають точно вражати ціль, швидко реагувати на зміну обставин. Реалістичність польоту забезпечує технологія First Person View. У відеоокуляри (або шолом) інтегровані датчики (хедтрекери), які приводять у відповідність рухи голови оператора та кут огляду камери, оптичне налаштування об’єктива. Так з’являється відчуття занурення у відеозображення, наче оператор перебуває на борту дрона.
Аналогові та цифрові камери спеціально розробляються для FPV-дронів, мають найкращу стабілізацію та оснащені ширококутним об’єктивом. Порівняти їх характеристики детальніше допоможе матеріал про цифрові vs аналогиві відеомодулі. Аналогові камери мають меншу вартість, забезпечують майже миттєву передачу даних, але чутливі до шумів, тому якість зображення зазвичай низька. Підходять для ситуацій, коли надважлива швидкість реагування. Цифрові камери потрібні для відтворення деталізованого якісного зображення, коли миттєвість не є принциповою. Їх недолік в тому, що перешкоди для сигналу можуть призвести до переривання відео або його неточності через відсутність певних даних.
Залежно від вимог до якості відео, технічні можливості камер можуть бути різні, як-от різний рівень стабілізації зображення, автоматична корекція нерівномірності, висока чи нижча роздільна здатність, фокусна відстань, енергоспоживання тощо.
Основні характеристики FPV-камер
Серед базових характеристик FPV-камер варто визначити наступні:
- Чіткість. Вимірюється у телевізійних лініях (TVL). Вище значення відповідає вищій чіткості, коли видно найдрібніші деталі. Високим вважається показник в діапазоні 1200–1500+ TVL.
- Робота зі світлом. Забезпечується технологією WDR, яка балансує яскравість освітлення в моменти вильоту дрона з тіні на сонце, що підвищує чіткість зображення.
- Кут огляду (FOV). Найбільш часто використовують діапазон 120°–170°, що є оптимальним для огляду пілотом навколишнього середовища та точного орієнтування. Надширококутна зйомка можлива, але зображення з панорамною перспективою буде викривляти відстань до предметів, а краї будуть вигнутими. Таку особливість називають ефектом “риб’ячого ока”.
- Затримка зображення (Latency). Це інтервал часу між тим, що “бачить” камера навколо дрона, та відображенням тих подій на екрані окулярів пілота. Показник не має перевищувати 20 мс, але оптимальним значенням вважається близько 5 мс. Якщо затримка велика, дрон розіб’ється від зіткнення з перешкодою, здійснить помилковий скид, не змінить траєкторію польоту через відсутність вчасної команди від оператора.
- Світлочутливість. Здатність камери бачити у частковій або повній темряві. Для знімання відео у сутінках потрібна камера з матрицею, яка забезпечує світлочутливість менше 0.001 Lux, як-от нічна камера носія ретранслятору SKY LINK-OS01 зі світлочутливістю 0,00001 lux.
З якісною камерою оператор може ефективно керувати дроном та виконувати поставлені завдання.
| Тип камери | Коли використовувати | Головна перевага | Що бачить пілот |
| Денна | Ясний день, гарне світло | Дешева та чітка | Кольорову реалістичну картинку |
| Starlight | Сутінки, похмура погода | Бачить при мінімумі світла | Чітке зображення навіть у глибокій тіні |
| Нічна | Глибока ніч | Працює без освітлення | Чорно-білу картинку з високою деталізацією |
| Тепловізор | Будь-який час (пошук цілей) | Бачить тепло | Гарячі об’єкти (двигуни, людей) на холодному фоні |
Спеціалізовані камери здатні працювати цілу добу, вони автоматично адаптуються до різних умов освітлення. Для повної темряви потрібен тепловізор або інфрачервоне підсвічування.
Денні камери: робота при гарному освітленні
В денній камері надважливим є контрастність та точність кольоровідтворення, що уможливлює швидке виявлення маскування, камуфляжу. Для отримання якісного зображення вдень потрібні CCD-сенсори, технологія балансу білого тощо. Гіроскопи забезпечують стабілізацію та утримують горизонт.
Камери для низького освітлення (Starlight)
Технологію Starlight використовують для забезпечення високої кольорової чутливості. В результаті нічне відеозображення виглядає, ніби зроблено вдень. Досягається чіткість до 4 К. Картинка є яскравою та зрозумілою. Наявна опція перемикання у режим чорно-білої зйомки для підвищення чіткості зображення у темряві.
Нічні та тепловізійні камери
Для використання дронів в сутінках, на світанку, ніччю зі світлом місяця встановлюють камери з високою чутливістю до світла, CMOS-сенсорами та технологією WDR.
Для повної темряви потрібні теплові камери (тепловізори), дія яких заснована на виявлені спеціальним сенсором інфрачервоного випромінювання від теплих об’єктів (двигуни, люди). Сенсор трансформує тепло в електричний сигнал, який камера перетворює у візуальні дані з визначенням об’єктів різної температури різними кольорами. Виходить зображення того, що людина не бачить оком у повній темряві.
На дроні можуть бути встановлені повноцінні нічні системи або інтегровані тепловізійні модулі на додаток до денної камери.
Адаптація налаштувань під фронтові умови
Класифікація FPV-дронів для ЗСУ допомагає вибрати потрібну камеру. Важливо врахувати розмір рами, бойове призначення безпілотника, оскільки енергоспоживання та вага камери впливає на дальність польотів та швидкість дрона. В будь-якому форматі камера повинна мати високу роздільну здатність, щоб продукувати якісне зображення. Важливо визначити пріоритетні властивості: деталізація та якість (цифровий сигнал) чи швидкість, навіть якщо з шумами (аналоговий сигнал).
Найголовнішими налаштуваннями камер FPV-дронів, призначених для виконання військових та тактичних місій ЗСУ, є боротьба з засвітами від сонця та швидка адаптація при вильоті з тіні без засліплення, тому має бути присутня технологія WDR, що забезпечить контрастну картинку за складних умов освітлення. Значення має бути вище 120 дБ.
