Мультикоптеры

Краткая история о том, как мы собрали подводного робота, запустили его на дно Невы, и что мы там увидели...

У нас в МАИ, в 8-м институте, учатся будущие разработчики IT‑продуктов и софта для авиационных систем, аэропортов, логистики и много чего ещё интересного. Один из курсов с 2023 года мы решили посвятить разработке программного обеспечения для автопилота. В курсе всё как положено, с красивыми диаграммами регуляторов, кватернионами и кодами таких проектов как Ardupilot, PX4, Betaflight, iNav и другими.

Однако, довольно сложно сразу вкатиться в тему полетных прошивок — они переполнены всякими фичами и функционалом, так что неподготовленному разработчику сложно понять как же это всё работает. Поэтому долгое время я искал такой проект, который позволяет «на пальцах» объяснить как работает прошивка полётника. Таким проектом для меня стал Flix от Олега Калачева. Про опыт сборки проекта и изучения на его основе полетной прошивки со студентами и пойдет разговор в этой статье.

В облаке слов, которое могло бы описать технологии третьего десятилетия XXI века, заметные места займут беспилотные летательные аппараты и 3D-печать. На Хабре им соответствуют хабы «мультикоптеры» и «3D-принтеры». Но не так известно, что эти технологии удивительным образом сочетаются в области бионики: уже созданы аппараты, сочетающие черты 3D-принтера и небольшого дрона. Они действуют примерно по тому же принципу, по которому оса строит гнездо: подлетают к постройке и послойно покрывают её постепенно затвердевающим материалом. О современных проектах таких машин и их роёв — под катом.

Привет, Хабр. Хотел рассказать и, главное, показать, как я на себе пробовал самые разные новые ИТ технологии. Зачем, спросите вы, я это делал? А мне надоело слушать про то, что может быть, а чего не может. Откуда вообще люди могут знать и уверенно визионерствовать, если они на себе не испробовали? Вобщем, в какой-то момент своей жизни я решил перейти к действию и стал предлагать себя в качестве "фокус-объекта исследований передовых инновационных технологий".

Мне здорово помогла в этом деле профессия журналиста: какие-то тусовки, где тестировались разные, в том числе ИТ, инновации, я искал сам, а на другие меня приглашали пресс0-службы. И для себя снимал процесс на фото или видео.

Так, однажды (дело было в 2018 году) меня пригласил ФРИИ на показ и тестирование нейроинтерфес-технологий. Например, с помощью нейроинтерфейса NeuroSky мы пытались поднять "силой мысли" в воздух небольшой квадрокоптер, который находился внутри проволочного шара. Мероприятие было организовано компанией CommOn, при содействии Иннопрактики, место проведения - головной офис Фонда интернет инициатив на Мясницкой. Мне удалось поднять квадрик, но, кстати, далеко не все почему-то смогли это сделать. А одна девушка запустила его ввысь так, что он чуть потолок не пробил... Почему некоторым удается установить контакт с нейроинтерфесам, другие прям совсем его разгоняют, а кто-то не может договориться? Лично у меня нет ответа. Вот как это было:

В данной статье речь пойдет про видеограмметрию-создание 3d моделей объектов на основе видео. Видеограмметрия появилась давно, но до сих пор используется редко из-за необходимости в более мощном "железе", чем при построении 3d моделей местности/объектов с помощью лидаров. В 2024 году производительность ПК настолько выросла, что теперь можно в течении разумного времени строить модели на домашних компьютерах и даже ноутбуках. Сначала покажу, какие модели получились у меня, затем поделюсь лайфхаками, которые помогут сразу строить модели обходя технические сложности, а в конце расскажу чем видеограмметрия может быть полезна.

При сборке квадрокоптеров и других БПЛА обычно используют готовую плату полетного контроллера, содержащую все необходимые датчики и периферию, и готовую полетную прошивку, например, Betaflight, ArduPilot или PX4. Полетный контроллер управляет моторами квадрокоптера и обеспечивает стабильный полет.

Занимаясь БПЛА с 2016 года, я решил разобраться в устройстве полетных контроллеров максимально глубоко и создать квадрокоптер с нуля, не используя готовый полетный контроллер и готовый софт. Спустя долгое время разработки мне удалось это сделать. Я написал прошивку с максимально простым исходным кодом и выложил ее на GitHub. В этой статье я расскажу о теории и практике разработки полетного софта для квадрокоптера и проиллюстрирую это на примере своего дрона на базе микроконтроллера ESP32, который можно увидеть на картинке выше.

Летучие авто (a.k.a. пассажирские дроны) давно придуманы. Корпорации и стартапы перодически выкатывают разные прототипы. Однако, мы все еще не можем вызвать дрон, чтобы отправиться на работу или свидание. Сегодня разберем, почему развитие одного из самых ярких видов транспорта идет тяжелее, чем хотелось бы техноэнтузиастам.

• Телескоп Event Horizon Telescope разглядел джеты, вырывающиеся из близлежащей сверхмассивной чёрной дыры

• Уэбб обнаружил галактику, которой не должно существовать

• Один человек может управлять «роем» из 100 беспилотных автономных устройств

• Исследователи из ЦЕРН предложили новый проект гигантского кругового коллайдера

• Эксперимент по лазерному синтезу действительно достиг важнейшей вехи в производстве энергии

Информационная служба Хабра посетила всероссийский форум «Автоматизация и цифровизация процессов ТОиР в современных условиях». Этот форум — максимально отраслевое мероприятие. Проходило оно в «Сколково» в Москве. Было две площадки с выступлениями и около 10 стендов. Шёл я на мероприятие со смешанными чувствами, с одной стороны, для тематики портала не так много докладов, хотя на научпоп‑конференцию я ходил (скоро и по ней будет отчёт). С другой стороны, в один из дней был целый блок, посвящённый AR/VR‑разработкам и обучению, экзоскелетам, БПЛА, используемым в техническом обслуживании и ремонте (ТОиР). Кроме того, уже на самой конференции я выяснил, что будут доклады о датчиках и использовании IIoT‑технологий в индустриальной промышленности.

Беспилотные летательные аппараты могут доставлять грузы – от пиццы до человека, сломавшего ногу в горах, делать аэрофотосъёмку для гиодезистов и картографов, помогать отслеживать урожайность на полях и, конечно, снимать красивые видеоролики и фильмы.  

Раньше для подобных задач нужно было поднимать в воздух вертолёт или воздушный змей. Обсудим, как люди использовали змеев с камерами сотню лет, какие бывают беспилотники сегодня и как их применяют. 

Дроны — одна из самых горячо обсуждаемых тем во всех странах. Правительства пытаются регулировать их использование частными лицами, но получается пока не очень. Несмотря на все препятствия рынок дронов продолжает расти не только количественно, но и качественно. В этом посте посмотрим на возможности современных микродронов и перспективы их применения для различных задач. 

Не так давно случайно от человека, снимавшего на моих глазах видео с квадрокоптера DJI Mavic услышал про FPV, что он, мол, хочет такой себе квадрокоптер купить.

Почему, спрашиваю, у тебя же есть уже аппарат для съемки, чего не хватает? Что, там у FPV камера лучше?

Камера‑то хуже, но вот зато он может очень точно маневрировать очень близко около объектов съемки. Пролететь впритирку к дереву или к скале, залезь в любую дырку, кадры снять подинамичнее, поинтереснее.

Я и до этого заметил во время той видеосъемки, что управлять‑то DJI Mavic несложно. Но вот управлять тонко, точно вовсе не так уж и просто.

Слова того человека о точном маневрировании с квадрокоптером FPV мне понравились и я начать курить ту тему... Очнулся уже будучи владельцем нескольких квадрокоптеров FPV.

Поразило 2 аспекта: как это удивительно дешево (ну для опытного ИТ‑разработчика с соответствующей зарплатой) и как же трудно научиться им управлять (зато когда научишься, то ого‑го).

Коптеры (мультироторные летательные аппараты) сейчас получили огромное распространение от игрушек до оружия или профессиональной видеосъемки. Оно и понятно — относительно простая конструкция; все базируется на инерциальной системе; 3,4 или больше пропеллеров — и полетел.

Но почему же коптеры не летают долго? Среднее время работы на одном аккумуляторе у большинства моделей не превышает 1го часа. Так в чем тут дело?

Решая задачу, абсолютно не связанную с коптерами я наткнулся на весьма интересные математические закономерности с которыми и хотел бы с вами поделится. Довольно простые математические ходы позволят достаточно однозначно ответить на вопрос о том почему же не получается у коптеров летать долго, но что более интересно, что нужно чтобы использовать то что есть по максимуму.

И так начнем.

Возьмем характеристику любого двигателя одного из самых популярных производителей моторов для коптеров компании T‑motor. Мне показался интересным мотор MN7005, просто потому что он подходил под мои задачи.

Можно ли одновременно увеличить дальность связи с беспилотным летательным аппаратом (БЛА) и подавлять помехи без увеличения габаритов, массы и энергопотребления бортового модема? В настоящей статье мы рассмотрим как это можно сделать с помощью адаптивной антенной системы. Статья написана для разработчиков и эксплуатантов БЛА и является продолжением цикла статей автора про связь с БЛА.

Продолжая уже поднимавшуюся в этом блоге тему беспилотных летательных аппаратов, сегодня я расскажу об опыте посещения пятидневных курсов операторов БПЛА от Московского авиационного института.

Прошедший год в мире беспилотной авиации был чересчур насыщенным, но ниже только гражданские новости, которые запомнились и, на мой вкус, поимеют долговременные последствия на хобби. Посмотрим, что произошло с железом и ПО.

Привет, Хабр! Меня зовут Николай Ряшин, я генеральный директор компании Hive. Мы создаем, тестируем и устанавливаем дронопорты — автоматизированные станции для обслуживания беспилотников.

Сегодня я хочу рассказать, зачем дроны бороздят просторы Иннополиса, почему в России до сих пор нет беспилотной авиадоставки, и какие шаги мы делаем, чтобы это изменить.

Дело было вечером, делать было нечего (с)

У вас получился винт, оптимизированный для "нулевой" скорости (висение). Ваш коптер теперь будет медленнее летать, медленнее набирать высоту, скорее всего, "тупее" реагировать на управление и хуже держать ветер. Также могут появиться вибрации (контроллер настроен именно на то соотношение тяги-оборотов, у вас же оно стало другим)

В данной статье постараюсь разобраться так ли это на самом деле, какие минусы и плюсы возникнут, как эти винты поведут себя в полёте.

В данной статье мы ознакомимся с функционалом Аgisoft Metashape Pro и сравним качество построения 3D моделей с OpenDroneMap.

Эффект Коанда, заключающийся в отклонении реактивной струи из сопла при обтекании криволинейной поверхности, известен с начала прошлого века. Его пытались использовать в самолетостроении, но только как вспомогательный инструмент, который сокращает длину необходимой для взлета полосы, уменьшает расход топлива или способствует лучшей управляемости.

Однако несколько лет назад родился проект грузового беспилотника SWAN, который взлетает, управляться и садится за счет этого и других аэродинамических эффектов, не используя поворотные сопла или иную механику.