Это только начало.

Беспилотники.

Если вы думаете, что беспилотные дроны сегодняшнего дня интересны, вы еще ничего не видели. В своей обманчивой простоте эти машины обещают изменить мир будущего.

Что делает сегодняшних дронов возможными?

Вложения в миллиарды долларов, которые мы наблюдали между 1980 и 2010 годами, — вот что сделало дронов возможными. Отметим четыре зоны:

1. GPS. В 1981 году первый коммерческий передатчик GPS весил 15 килограмм и стоил больше 100 тысяч долларов. Сегодня GPS — это 0,3-граммовый чип стоимостью меньше 5 долларов.

2. IMU. Инерциальный измерительный блок (IMU) измеряет скорость, ориентацию и ускорение дрона. В 1960-х годах IMU (разработанный для программы «Аполлон») весил больше 15 килограмм и стоил миллионы. Сегодня это пара чипов стоимостью 1 доллар в вашем телефоне.

3. Цифровые камеры. В 1976 году первая цифровая камера Kodak снимала с разрешением 0,1 мегапикселя, весила килограмм и стоила больше 10 000 долларов. Сегодняшние цифровые камеры в миллиард раз лучше (разрешение лучше в 1000 раз, они меньше в 1000 раз, дешевле в 100 раз).

4. Компьютеры и беспроводные коммуникации (Wi-Fi, Bluetooth). Ну, здесь без вопросов. Компьютеры и беспроводные технологии стали в миллиард раз лучше с 1980 года.

Сферы в которых используются современные дроны:

1. Сельское хозяйство. Дроны собирают данные о культурах и урожае в режиме реального времени. Объем рынка оценивается в 3 миллиарда долларов в год.



2. Энергия. Энергетические компании осматривают километры водопроводов и нефтепроводов при помощи автономных дронов.

3. Недвижимость и строительство. Дроны фотографируют и рекламируют недвижимость, от полей для гольфа до небоскребов; также они наблюдают за процессом постройки.



4. Быстрое реагирование и аварийные службы. Дроны помогают при поиске и спасательных операциях, начиная лесными пожарами и заканчивая поиском людей, погребенных под снегом, с помощью инфракрасных датчиков.



5. Новости. Можно быстро и безопасно развернуть дронов для освещения важных, катастрофических или военных зон.



6. Доставка питания и посылок. Разнообразные компании, включая Amazon, планируют развернуть сети беспилотных дронов для доставки еды, медикаментов и просто посылок по всему миру.



7. Фотография и кинематограф. С помощью дронов можно легко и дешево делать снимки с высоты и под разными углами.

8. Научные исследования. Дроны могут добраться повсюду, посчитать морских львов на Аляске и проверить передвижения стад в африканских саваннах.

9. Правопорядок. Дроны могут быть использованы в чрезвычайных ситуациях, при разминировании или задержании преступников.



10. Развлечения. Дроны — это и просто интересно.




Что дальше?

Группа skystrangers решила поделится своими наработками:

Сам дрон будет выполнен в виде моно крыла:



Двигатели будут установлены в отверстиях в моно крыле и смогут менять свое положение относительно крыла. 
Дрон будет реализован на открытой платформе ardupilot.



При вертикальном взлете ось двигателя будет расположена вертикально и дрон будет себя вести устойчиво и точно, как квадрокоптер (это уже реализованно на самой платформе), а при горизонтальном движении оси винтов будут поворачиваться в горизонтальное положение и дрон будет работать как винтовой самолет(это тоже уже реализовано). Это позволит развивать большую горизонтальную скорость при относительно низких энргозатратах.



Суть платформы такова, что код, который прошиватеся в мозг(контролер на платформе Ардуино) одинаковый для всех типов устройств на платформе ardupilot, и это позволяет на ходу меняя настройки, менять логику работы дрона (коптер\самолет).

Количество двигателей будет варьироваться от 4 до 8 и может масштабироваться дальше.

Дроны не будут управляться пилотами в штатном режиме. Дроны будут совершать полеты по автоматически выбираемым маршрутам. Маршруты будут определены в виде разветвляющихся виртуальных тунелей, по которым будут летать дроны. И это все тоже реализовано в платформеardupilot.





Дрон будет постоянно включен в общую информационную сеть из которой он и будет черпать всю необходимую маршрутную информаци.

Сеть можно строить как на основе традиционной сотовой связи GSM\LTE, так и на основе сети пользователей, приобретающих такие дроны и станции под них, оснащая станции специальними антенами дальнего действия, которые будут целенаправленно вести беспилотники в зоне видимости.



Связь дрона с сетью в режиме полета будет осуществляться по каналам сотовой связи, а в режиме посадки или зарядки на базовой станции по каналу wifi. Возможность реализации докингаи точной посадки тоже реализована в платформе ardupilot.

Есть попытки проектов по докингу, но в реализации я их не видел (возможно они просто на военку работают



Как видно из выше описанно, все уже реализованно в решении и достаточно только собрать это в кучу. Платформа открытая, т.е. любой человек имеет доступ к технической документации на всю электронику (открытый проект Ардуино), к исходному коду нижнего уровне(код, в контроллере и в его компонентах) и к коду систем управления нв основер платформ Windows, Linux, MacOs, IOs, Android.

Исследования рынка показали, что на рынке товаров общего потребления есть 2 бутылочных горлышка:

1. Время полета  — упирается в размер батареи и дальность работы передатчика, и как следствие — расстояние.

2. Каждый персонаж самостоятельно летает и сохраняет свои полеты и нет единой системы трекинга всех полетов для складирования их в общую базу, хотя уже есть попытки такое создать. Общая база полетов, это уже проложенные кемто рельсы, по которым могут летать другие дроны.



Для решения первой проблемы предлагается простое, проверенное временем, решение:

1. Создать модуль, который замент стандартную пару мотор-ESC и позволит вместо электромоторов использовать ДВС с блоком регулятором газа не сервоприводе.

2. Создать геренатор, на основе стандартных двигателей для квадрокопетров и ДВС.

Для решения второй проблемы предлагается создать клуб, члены которго не просто будут устанавливать докстанции для своих дронов, но и позволять остальным членам клуба пользоваться своей докстанцией. 

Докстанции будут обеспечивать:
— Связь с дронами в радиусе видения докстанции.
— Подзаправка дронов электричесвтом или биоэтанолом (для ДВС и генератора).



Дрон будет оснащен:

— 3-8 электромоторов для создания тяги
— электромеханикой для управления элеронами, закрылкми, интерцепторами и другой механикой крыла
— датчиками радиолокации(сонарами) для предупреждения столкновения. Возможно будет один общий универсальный датчик, вращающийся, для получения картины 360*.
— как минимум одной цифровой камерой, которая сможет как записывать видеозапись на внутренний цифровой носитель, так и передовать его онлайн по каналу связи.
— системой привязки к спутникам с целью определения 2х мерныж координат дрона. 
— датчиком углового ускорения для определения моментального изменения траэктории или положения дрона 
— датчиком воздушного потока для определения влияние ветра на снос дрона
— датчиком электромагнитного поля, который является компасом для определения направления магнитного поля земли
— датчиком температуры, влажности и атмосферного давления для определения текущих климатических условий, который будет применятся для определеня оптимальной высоты полета при горизонтальном движении
— контуром для возможности подзарядки дрона от беспроводного источника питания на базе
— источником энергии — генератор на ДВС + батарея.
— электромеханическим модулем сброса контейнера(ов)
— системой обнаружения, поглащения и искажения радиолокационных сигналов
— автоматикой управления полетной электромеханикой дрона.
— автоматикой дальней навигации и информационных потоков
— автоматика сброса принятия контенеров, фиксации и подзарядки на базе.



База будет состоять их следующи компонентов:

— лифт-механика для подачи контейнеров
— докмодуль для жесткой сцепке дрона с базой при посадке
— система подзарядки дрона (или система подзаправки дрона жидким топливом)
— вайфай модуль для связи с дроном

Централизованная система управления дронами:

— сервер навигации и маршрутных тунелей
— веб интерфейс пользвователя
— мобильный интерфейс пользователя
— интерфейс администратора

И это только начало.



Источник