دوربین های FPV کوچک ، سبک و دارای قیمت مناسب هستند. دوربین FPV بر روی یک هواپیمای بدون سرنشین نصب شده است تا با استفاده از فرستنده ویدئو ، به صورت زنده فیلم را به زمین ارسال کند. دوربین FPV به شما این امکان را می دهد تا ببینید که هواپیمای بدون سرنشین کجا پرواز می کند و چه چیزی را در حال مشاهده است .
بسته به پهپاد ، فرستنده FPV سیگنال ویدئویی زنده را به صفحه کنترل از راه دور ، مانیتور ، دستگاه تلفن هوشمند ، رایانه لوحی یا عینک FPV شما ارسال می کند.
دوربین های FPV مانند دوربینی که در DJI FPV پیدا می کنید این امکان را به شما می دهد تا با ارتفاع بیشتر و بیشتر پرواز کنید و برخی از جدیدترین پهپادها قادرند با استفاده از فناوری FPV تا ۵ مایل دورتر پرواز کنند. پهپادهای نظامی یا هواپیماهای بدون سرنشین بزرگ با استفاده از فناوری FPV می توانند هزاران مایل پرواز کنند.
فناوری دوربین FPV در هواپیماهای بدون سرنشین چیست؟
دوربین های اختصاصی FPV
اگر قبلاً از دوربین HD در هواپیمای بدون سرنشین خود مانند GoPro ، Foxeer Legend یا Runcam HD استفاده می کنید ، فقط می توانید فرستنده ویدئو را مستقیماً به دوربین وصل کنید تا یک ویدئو زنده دریافت کنید. این برای اکثر هواپیماهای بدون سرنشین عکاسی هوایی بسیار رایج است زیرا به شما امکان می دهد قبل از ضبط یا گرفتن عکس ، آنچه در قاب دوربین شما قرار دارد را ببینید.
اما نکته منفی استفاده از دوربین اکشن برای FPV این است که همه آنها دارای مشکلات تاخیری هستند. اگرچه تأخیر به طور معمول در حدود ۱۰۰ تا ۲۰۰ میلی ثانیه است ، اما به طور کلی با پرواز و فیلمبرداری قابل توجه نیست. با این حال ، این تفاوت تاخیری برای پهپادهای مسابقه ای FPV بسیار کند است.
هنگام پرواز با سرعت ۵۰ مایل بر ساعت (سرعت معمول برای یک مسابقه با تجربه FPV) ، تأخیر ۱۰۰ میلی ثانیه می تواند به این معنی باشد که پهپاد شما قبل از دریافت فیلم حدود ۶ فوت حرکت می کند ، که می تواند به معنای تفاوت در از دست دادن مانع یا برخورد با آن باشد. با استفاده از یک دوربین اختصاصی FPV ، سیستم FPV شما تاخیر بسیار کمتری خواهد داشت. تأخیر کمتر از ۴۰ میلی ثانیه چیزی است که می توانید انتظار داشته باشید.
سنسورهای تصویر دوربین FPV – CCD یا CMOS
سنسور تصویر دوربین FPV شما بر عملکرد آن تأثیر می گذارد. دوربین های FPV از سنسور CMOS یا CCD استفاده می کنند. پس کدوم بهتره؟ پاسخ کوتاه از نظر کیفیت تصویر این است که سنسورهای CCD بهتر هستند. با این حال سنسورهای CCD گرانتر هستند و برای برنامه های FPV بهبود جزئی در کیفیت تصویر همیشه هزینه اضافی را توجیه نمی کند.
چه زمانی سنسورهای دوربین CMOS بهتر هستند
همانطور که در بالا ذکر شد ، مزیت اصلی دوربین های CMOS این است که ارزانتر از دوربین های CCD هستند و عملکرد کافی برای برنامه های FPV دارند. هزینه می تواند عامل مهمی باشد حتی اگر شما خلبان FPV هستید ، زیرا تصادف با هواپیمای بدون سرنشین FPV غیر معمول نیست. از آنجا که دوربین شما در جلوی کوادکوپتر شما نصب شده است ، معمولاً اولین چیزی است که ضربه را جذب می کند.
با این حال ، مناسب ترین فریم های مسابقه FPV دارای نوعی محافظت از دوربین هستند تا از تأثیر کامل دوربین جلوگیری شود. دوربین های CMOS نیز معمولاً سبک تر هستند و از قدرت کمتری نسبت به CCD استفاده می کنند که در برخی از پهپادهای کوچک بسیار مهم است ، اما هنوز هم به نفع آنها است. به طور کلی اکثر خلبانان هواپیماهای بدون سرنشین به دلیل در دسترس بودن و هزینه زیاد از دوربین های CMOS استفاده می کنند.
چه زمانی سنسورهای دوربین CCD بهتر هستند
دوربین های CCD از شاتر جهانی استفاده می کنند که به این معنی است که کل تصویر به طور همزمان گرفته می شود. دوربین های CMOS از شاتر نورد استفاده می کنند و تصویر را پیکسل به پیکسل از بالا به پایین می گیرند که جلوه ای را ایجاد می کند.
برای برنامه های FPV معمولاً این بدان معناست که هنگام لرزش در هواپیمای بدون سرنشین خود ، باعث ایجاد jello effect ناخواسته می شود. دوربین های CCD این مشکل را ندارند و معمولاً دامنه دینامیکی وسیع تری دارند و این بدان معناست که در شرایط بسیار روشن و بسیار تاریک عملکرد بهتری دارند.
تأخیر انتقال فیلم با دوربین FPV
تأخیر دوربین FPV شما ناشی از پردازش اطلاعات توسط سنسور تصویر توسط دوربین است. هرچه سرعت پردازش بیشتر باشد ، تأخیر کمتر می شود. دوربین های اکشن مانند GoPro در حال پردازش تصاویر بسیار دقیق (حداکثر ۴k) هستند و در عین حال ویدیوی زنده را به فرستنده FPV شما ارسال میکنند.
این بدان معناست که آنها اطلاعات بیشتری برای پردازش دارند ، بنابراین اکثر دوربین های اکشن با وضوح بالا دارای تاخیر بسیار بالاتری نسبت به یک دوربین FPV اختصاصی هستند که وضوح بسیار پایین تری دارند.
همانطور که قبلاً مورد بحث قرار گرفت ، اگرچه در پروازهای عمومی به سختی قابل مشاهده است ، اما اکثر خلبانان هواپیماهای بدون سرنشین ترجیح می دهند هنگام پرواز با یک هواپیمای بدون سرنشین مسابقه از یک دوربین FPV اختصاصی استفاده کنند. تأخیر ۱۰۰ میلی ثانیه هنگام پرواز با سرعت ۵۰ مایل در ساعت می تواند به این معنی باشد که پهپاد شما قبل از دریافت فیلم توسط خلبان حدود ۶ فوت حرکت می کند. در بسیاری از موارد ، هواپیمای بدون سرنشین قبل از اینکه خلبان متوجه شود سقوط کرده است.
بیشتر دوربین های FPV دارای تاخیر کمتر از ۴۰ میلی ثانیه هستند ، در حالی که اکثر دوربین های اکشن دارای تاخیر ۱۴۰ میلی ثانیه یا بیشتر هستند. GoPro یک دوربین فوق العاده محبوب است و بسیاری از هواپیماهای بدون سرنشین با در نظر گرفتن GoPro تولید می شوند.
اندازه گیری تاخیر
شما به راحتی می توانید تاخیر تجهیزات FPV خود را اندازه گیری کنید. تنها کاری که باید انجام دهید این است که دوربین FPV خود را به صورت تایمر یا کرونومتر تنظیم کنید ، در حالی که خروجی آن در مانیتور FPV شما قابل مشاهده است. با دوربین دوم از کرونومتر و مانیتور FPV خود در یک عکس عکس میگیرید.
با مقایسه زمان قابل مشاهده در عکس تایمر و مانیتور FPV ، می توانید ببینید که چقدر طول کشید تا سیگنال از دوربین FPV به مانیتور FPV شما منتقل شود ، یعنی زمان تاخیر. نمونه ای از این موارد در زیر نشان داده شده است که در آن دوربین FPV دارای تاخیر حدود ۱۰۰ میلی ثانیه است.
رزولوشن دوربین FPV TVL
از آنجا که اکثر دوربین های FPV روی ویدئوی آنالوگ کار می کنند ، ما وضوح تصویر را در خطوط تلویزیون یا TVL اندازه گیری می کنیم ، نه تعداد پیکسل های واقعی رایج در فیلم های دیجیتال. TVL اندازه گیری وضوح افقی دوربین است. رزولوشن TVL بالاتر به معنای تصویر با جزئیات بالاتر است که توسط دوربین گرفته می شود
به طور کلی ، همیشه بهتر است اگر می توانید یک دوربین با وضوح TVL بالاتر تهیه کنید. با این وجود ، TVL تنها عاملی نیست که میزان خوب بودن تصویر را تعیین می کند ، زیرا عوامل دیگری مانند بازتولید رنگ ، تأخیر و محدوده پویا نیز بسیار مهم هستند. رزولوشن رایج TVL برای دوربین ها رزولوشن ۴۲۰ ، ۴۸۰ ، ۶۰۰ ، ۸۰۰ و ۱۰۰۰ TVL است.
چند TVL نیاز دارم؟
بحث های زیادی در اینترنت در مورد حداکثر TVL وجود دارد که می تواند از طریق یک فرستنده FPV آنالوگ استاندارد تغذیه کند. مهمترین عامل وضوح مانیتور FPV یا عینک شما خواهد بود. از آنجا که اکثر عینک های FPV دارای رزولوشن VGA (800 x 480) هستند ، یک دوربین FPV 800 TVL یا کمتر مورد نیاز است. DJI اکنون ۳ عینک FPV در بازار دارد که شامل یک سیستم انتقال قدرت بالا است که شامل دوربین FPV ، واحد هوا ، عینک و کنترل از راه دور است. ویدئوی زنده در کنار تأخیر بسیار کم بسیار عالی است.
پهنای باند فرستنده FPV
عامل دیگر پهنای باند واقعی فرستنده FPV شما است ، که در آن وضوح بالاتر به پهنای باند بیشتری نیاز دارد. اجماع عمومی این است که حداکثر رزولوشن TVL که می توانید استفاده کنید ۶۰۰ TVL است. با این حال برخی از افراد در انجمن های مختلف ادعا می کنند که می توانید تا ۱۰۰۰ TVL بروید.
دوربین های FPV و میدان دید
میدان دید (FOV) دوربین FPV معیاری برای اندازه گیری میزان دید آن در اطراف آن است که با زاویه ای که در زیر نشان داده شده است.
میدان دید و لنزها
هنگام خرید دوربین FPV ، گاهی اوقات میدان دید را در زاویه مشخص نمی کنند ، بلکه فاصله کانونی لنز را در میلی متر تعیین می کنند. از جدول زیر می توان برای مشاهده میدان دید تقریبی هر لنز استفاده کرد. فاصله چشم انسان ۲٫۹۷ میلی متر است.
1-لنز ۱٫۲ میلی متر – ۱۸۵ درجه
2-لنز ۱٫۷ میلی متر – ۱۷۰ درجه
3-لنز ۲٫۱ میلی متر – ۱۵۸ درجه
4-لنز ۲٫۵ میلی متر – ۱۴۷ درجه
5-لنز ۲٫۸ میلی متر – ۱۳۰ درجه
6-لنز ۳٫۰ میلی متر – ۱۲۷ درجه
7-لنز ۳٫۶ میلی متر – ۹۲ درجه
8-لنز ۴٫۰ میلی متر – ۸۸ درجه
10-لنز ۶٫۰ میلی متر – ۷۸ درجه
معمولاً برای برنامه های FPV ، داشتن میدان دید بیشتر، بهتر است ، زیرا به شما اجازه می دهد تا منطقه وسیع تری را مشاهده کنید. با این حال ، گاهی اوقات می توان تصاویر را در جایی که افق اغلب خمیده است ، مانند تصویر زیر تحریف کرد. جدیدترین هواپیماهای بدون سرنشین دارای دوربین هایی هستند که تحت تأثیر این اثر barrel fisheye قرار نگرفته اند.
در اینجا مثالی از اعوجاج barrel fisheye به دوربین هوایی با میدان دید وسیع تر آمده است.
کدام میدان دید بهتر است؟
برخی از خلبانان ترجیح می دهند از میدان دید باریک استفاده کنند ، در حالی که برخی دیگر ترجیح می دهند از میدان دید وسیع تری استفاده کنند. بهترین کار این است که دوربین های مختلف را با دیدگاهی که در آن راحت هستید ، امتحان کنید. برخی از دوربین های FPV به شما امکان می دهند لنزهای مختلف را تعویض و خارج کنید ، این بدان معناست که می توانید به راحتی زمینه های مختلف دید را امتحان کنید.
محدوده دینامیکی دوربین FPV
محدوده دینامیکی دوربین FPV شما تعیین می کند که دوربین شما چقدر می تواند جزئیات را در مناطق بسیار تاریک و بسیار روشن یک تصویر ضبط کند. یک مثال در زیر نشان داده شده است. هنگامی که محدوده گسترده دینامیکی خاموش است ، مناطق سایه در مقایسه با زمانی که محدوده گسترده دینامیکی (WDR) فعال است جزئیات کمی نشان می دهد.
این امر برای پروازهای FPV مهم است و بسیار قابل توجه است زیرا معمولاً به افق نگاه می کنید. اگر دوربین شما دارای محدوده دینامیکی پایینی است ، روی افق فوکوس می کند و زمین را سیاه می کند و اجازه نمی دهد جزئیات را مشاهده کنید.
یک راه حل ساده برای این کار این است که دوربین را کمی به سمت پایین متمایل کنید تا همیشه زمین بیشتری ببینید. سپس دوربین نوردهی را تنظیم می کند تا با کمی پاکسازی زمین ، زمین قابل مشاهده باشد. محدوده دینامیکی یک دوربین عموماً منتشر نمی شود ، اما امروزه اکثر دوربین های FPV دارای محدوده دینامیکی گسترده ای هستند.
دوربین های FPV – مادون قرمز برش / حساس
به طور کلی در اکثر دوربین ها ، چه برای FPV و چه برای فیلمبرداری هوایی عمومی ، یک فیلتر برش مادون قرمز در آنها تعبیه شده است. یک فیلتر برش مادون قرمز مانع از رسیدن نور مادون قرمز به سنسور دوربین می شود زیرا نور IR می تواند باعث شود فیلم کمی شسته شده به نظر برسد.
با افزودن یک فیلتر برش IR به دوربین ، رنگ ها بسیار روشن تر و زنده تر خواهند بود. بسیار بهتر است که یک دوربین FPV با فیلتر برش IR انتخاب کنید (احتمالاً اگر در محصول به این مورد اشاره نکرده باشند ، به این دلیل است که یک دوربین استاندارد ساخته شده است).
در حال حاضر ، برخی از شرایط خاص وجود دارد که می خواهید یک دوربین حساس به IR داشته باشید ، مخصوصاً در نور کم. دوربین های حساس به IR به شما این امکان را می دهند که در هنگام غروب و سحر بهتر ببینید زیرا نور بیشتری را وارد دوربین می کنند.
با این حال ، با کیفیت رنگ ضعیف سازش وجود دارد. مقایسه بین این دو در زیر نشان داده شده است که در آن می بینید که دوربین مسدود شده IR دارای رنگ های بسیار واضح تر است.
دوربین های FPV برای گسترش دامنه انتقال
اگر برد انتقال ویدئوی زنده شما تقریباً ۱٫۵ مایل (۲٫۴ کیلومتر) است و مایل به پرواز بیشتر هستید ، می توانید با برخی تغییرات کوچک ، دامنه انتقال ویدئو را افزایش دهید.
استفاده از آنتن همه جانبه و جهت دار با هم
بهترین راه برای دریافت ویدئوی زنده استفاده از هر دو آنتن جهت دار برای دریافت حداکثر ویدئو در یک جهت است. سپس از یک کنترل کننده تنوع به همراه یک آنتن همه جهته برای دریافت فیلم زنده FPV هنگام حرکت خارج و پشت آنتن جهت دار استفاده کنید.
معنای واقعی آن این است که هنگام پرواز ، مناطقی وجود خواهد داشت که آنتن همه طرفه سیگنال قوی تری خواهد داشت و مناطق دیگری که آنتن جهت دار سیگنال قوی تری خواهد داشت. یک کنترل کننده تنوع بین آنتن جهت دار و آنتن همه جهته جابجا می شود.
کنترل کننده های تنوع
از کنترل کننده تنوع برای پل زدن حداقل دو گیرنده ویدئویی بی سیم با هم استفاده می شود. شما می توانید به راحتی کنترل کننده های تنوع با کانال های متعدد را خریداری کنید. بسیاری از علاقه مندان به هواپیماهای بدون سرنشین کانال های تنوع ۲ ، ۴ و ۶ کانال خود را می سازند.
یک هیئت تنوع باید بتواند ۲ کانال مختلف را همزمان دریافت کند و بتواند به طور خودکار به بهترین آنتن تغییر وضعیت دهد. FR632 یک نمونه از کنترل کننده تنوع است که به عنوان گیرنده تنوع نیز شناخته می شود.
دوربین های شب FPV و Starlight
همانطور که در بالا گفته شد ، هنگام استفاده از دوربین در نور کم ، داشتن فیلتر حساس به IR می تواند همه چیز را بهبود بخشد. همچنین چند دوربین تخصصی وجود دارد که در شرایط تاریک تر کار می کنند و به شما امکان می دهد هنگام غروب آفتاب یا طلوع آفتاب هنگامی که تاریک تر است پرواز کنید.
در بسیاری از کشورها پرواز در شب قانونی نیست ، اما امکان پذیر است. در اینجا دو گزینه وجود دارد. اولین مورد استفاده از دوربین FPV با نور ستاره است ، که دارای حساسیت لوکس بسیار کمی است و آن را قادر می سازد در شرایط نوری بسیار کم کار کند.
حساسیت به نور یا حداقل روشنایی ، به کوچکترین میزان نور مورد نیاز برای تولید تصویر با کیفیت قابل استفاده اشاره دارد. حداقل روشنایی در لوکس (lx) ارائه می شود که معیاری برای روشنایی است.
به طور کلی ، به شرطی که بیش از حد در معرض نور قرار نگیرد ، هرچه نور بیشتری در صحنه موجود باشد ، تصویر بهتر خواهد بود. اگر میزان نور کافی نباشد ، تصویر پر سر و صدا یا تاریک خواهد بود.
گزینه دیگر این است که از یک دوربین بدون فیلتر IR استفاده کنید و از برخی چراغ های LED IR برای روشن کردن قسمت جلوی هواپیمای بدون سرنشین FPV خود استفاده کنید. با این حال ، این تنها زمانی خوب عمل می کند که به زمین نزدیک به سایر اجسام که در آنها نور مادون قرمز می تواند روشن شود ، پرواز کند.