Fpv камера что это

Что такое FPV и какая разница между Wi-Fi и аналоговыми 5.8ГГц и 2.4ГГц

Введение

Если вы когда-нибудь интересовались дронами или квадрокоптерами, то встречали аббревиатуру FPV. FPV (First Person View) — вид от первого лица как в компьютерных играх. С каждым днем цены на квадрокоптеры снижаются и дроны с функцией FPV становятся доступны даже в бюджетном сегменте БПЛА.

Летая на дроне с FPV можно буквально почувствовать себя птицей. Именно поэтому этот тренд быстро набирает популярность. Видя это производители увеличили выпуск дронов именно с возможностью FPV полета. Вид от первого лица дал большой толчок популярности дронов. С каждым днем растет число людей, кто уже летает или только собирается.

Цены на FPV дроны начинаются в районе 100 долларов. Такие беспилотники в основном нужны для ознакомления с полетами по FPV и понимания — какой дрон будет следующим. Однако существуют две разные технологии передачи FPV сигнала: цифровая (по Wi-Fi) и аналоговая на частотах 5.8ГГц и 2.4ГГц. Давайте рассмотрим их подробно.

Что такое FPV?

FPV в сфере дронов или беспилотного хобби — это трансляция видео в режиме реального времени с камеры дрона на монитор, очки или шлем пилота. Другими словами эта технология позволяет видеть то, что «видит» дрон в момент полета. Для осуществления такого полёта на дрон устанавливается камера, видеопередатчик и антенна. Есть сборки 3 в 1 (AIO — All In One), которые в хобби зачастую использующиеся на микро дронах типа Tiny Whoop. В таком случае для реализации FPV полёта пилоту требуется либо пульт с монитором и приемником, либо очки со встроенным приемником.

*Пример FPV AIO камеры.

Какая от этого польза? Первое — ощутить в какой-то степени свободу полета. Второе — FPV позволяет управлять дроном на больших расстояниях.

С FPV вы точно видите, где в данный момент времени находится дрон и ориентируетесь по окружающей его местности. После того, как, мы выяснили, что такое FPV в беспилотном хобби, давайте разберемся с самыми популярными способами передачи видеопотока.

Типы FPV: цифра и аналог

Как уже упоминалось выше передача видеопотока по воздуху реализуется посредством передатчика и приёмника, которые в свою очередь могут работать в различных диапазонах радиочастот — 900 МГц, 1.2 ГГц, 1.3 ГГц, 2.4 ГГц, 5.8 ГГц. В любительской нише самыми часто используемыми диапазонами являются 2.4ГГц и 5.8ГГц. А используемое для передачи данных оборудование может быть двух типов цифровым и аналоговым. Каждый из типов имеет свои плюсы и минусы, но один из них явно лучше другого. Взглянем по очереди на каждый.

Аналоговое FPV на 2.4ГГц

Из описанных в этой статье вариантов аналоговый диапазон 2.4ГГц наименее популярный. Причина кроется в низком качестве частоты для осуществления приема FPV сигнала. Видео картинка на этой частоте более подвержена размытию и шумам. Все из-за большого количества приборов, окружающих нас и работающих на частоте 2.4ГГц. Начиная от мобильных устройств подключенных по Wi-Fi и заканчивая микроволновыми печами. Все они источники интерференции этой частоты. Соответственно в городе летать в режиме FPV на частоте 2.4ГГц будет проблематично.

FPV по Wi-Fi на 2.4ГГц (цифровое)

*Слева на право: Один из вариантов держателей смартфона (устанавливается на пульте управления бюджетных БЛА); Один из вариантов исполнения бюджетной FPV Wi-Fi камеры с встроенным видеопередатчиком и антенной.

Самая популярная технология посредством которой реализуется FPV полёт. Устанавливается в основном на бюджетные дроны. Почти каждый квадрокоптер ценой меньше ста долларов, будет именно с FPV по Wi-Fi. Первая причина популярности это дешевый Wi-Fi передатчик который подключен к камере дрона, вторая — в комплектации отсутствует монитор, его роль будет выполнять смартфон или планшет. В случае с аналоговым оборудованием, беспилотник укомплектовывается дополнительно пультом с монитором или очками.

Поэтому FPV по Wi-Fi самый простой и удобный способ полёта от первого лица на сегодняшний день. После включения дрона, вам нужно подключить гаджет к Wi-Fi точке и зайти в приложение. Минусы цифровой технологии это расстояние передачи сигнала, ограниченное возможностями Wi-Fi, большое количество источников интерференции в диапазоне 2.4ГГц и самый большой минус это задержка картинки, чем дальше дрон находится от пилота, тем больше значение задержки, которая в последствии сводит на нет весь дальнейший полёт от первого лица. Такой способ актуален исключительно для первого ознакомления с FPV и не более того.

Аналоговое FPV на 5.8ГГц

FPV на 5.8ГГц выбор профессионалов и любителей. Плюсы. Хороший баланс между пропускной способностью и дальностью. Задержка картинки настолько мала, что незаметна человеческому глазу. На данный момент является одним из лучших диапазонов для осуществления FPV полетов. По умолчанию устанавливается на гоночные дроны, так как задержка передаваемой картинки оптимальна для скоростных полетов.

Минус только один — цена. Из-за дополнительного монитора или очков, цена заметно выше. За мощный передатчик тоже придется доплачивать.

Новичкам советуем начинать с бюджетных FPV очков с аналоговой технологией 5.8 ГГц.

FPV по Wi-Fi на 5ГГц (цифровое)

Трансляция по Wi-Fi на частоте 5ГГц пришла в бюджетную нишу не так давно, что позволило значительно улучшить качество видеопотока и расстояние удаления. Поэтому при выборе бюджетного дрона с FPV будет лучшим, если Wi-Fi видеопередатчик модели работает на частоте 5ГГц.

К сведению: Для привлечения внимания пользователя разработчики часто используют вместо обозначения ГГц/GHz, просто «G» (например 5G или 2.4G). На деле это не имеет ничего общего с пятым поколением мобильной связи, а просто указывает, что контроль дрона/передача видеопотока осуществляется на частоте 5ГГц (или 2.4ГГц соответственно).

Вывод

В итоге получается:

К сведению

Как известно технологии не стоят на месте и в профессиональное беспилотное хобби постепенно входит полёт от первого лица построенный на цифровой более мощной начинке, которая далека от Wi-Fi технологии, и на порядок обходит по качеству трансляции (HD качество при сверхнизкой задержке) аналоговое FPV. Первыми, кто предложил в хобби такое цифровое FPV, способное поспорить с аналоговым, стали DJI Innovations со своим FPV комплектом DJI Digital FPV system. Минус такой технологии, как всегда только один — цена.

Источник

Курсовая FPV камера, что это и зачем она нужна, как выбрать

Что такое курсовая FPV камера? Зачем она нужна?

Курсовая FPV камера — это камера, которая расположена в носовой части дрона, она передает видео на видеопередатчик, а он на устройство приема видео — FPV-шлем, очки или LCD-дисплей.

FPV – First Person View, то есть вид от первого лица.

Один из первых вопросов у людей, которые заинтересовались квадрокоптерами — почему у дрона 2 камеры? Они, конечно же, имеют в виду HD экшен-камеру для съемки качественного видео полетов и FPV камеру, с помощью которой пилот видит глазами дрона. Если назначение HD экшен-камеры для новичков понятно, то FPV камера вызывает вопросы — зачем нужна эта маленькая камера? Почему бы просто не использовать GoPro?

Почему курсовая FPV камера, а не GoPro?

Ответ заключается в том, что FPV камера и экшен-камера выполняют разные роли и функции. Если экшен-камера предназначена для записи качественного видео, то FPV предназначена для передачи видео в реальном времени с минимальной задержкой. Курсовая FPV камера передает аналоговый сигнал PAL или NTSC в видеопередатчик, он отличается от цифрового тем, что практически не имеет задержки сигнала, все данные передаются и принимаются моментально. Это главная причина, почему используют аналоговые FPV камеры, а не цифровые экшен, у которых «цифра» имеет довольно большую задержку. Задержка у «цифры» происходит из-за передачи зашифрованного сигнала, который нужно будет еще расшифровать принимающему устройству.

В гонках и фристайле ключевую роль играет именно скорость реакции пилота, а скорость возможна при условии, что пилот будет получать видео в реальном времени практически без задержки. Цифровой сигнал обычно используется в съемочных квадрокоптерах, так как там задержка сигнала вполне допустима.

Сейчас популярность набирают и цифровые системы, производители научились снижать задержку до минимума, что позволяет использовать цифру даже в гонках.

Строение курсовой FPV камеры квадрокоптера

Как правило, fpv камера квадрокоптера — это маленькая камера в металлическом корпусе, обычно размером 2-2,5 см и весом в среднем 10 грамм.

Внутри все довольно просто. В строении таких камер находится сенсор изображения или, другими словами, матрица. Это небольшой электронный компонент, который размещен на печатной плате. Матрица совместно с платой преобразует подаваемый на нее свет из объектива в аналоговый сигнал, который передается по проводу видеопередатчику (VTX) дрона. Несмотря на то, что эти сенсоры используются уже несколько десятилетий, они по-прежнему остаются очень сложными устройствами, которые могут производить всего несколько компаний в мире.

В сфере FPV камер первое место уже давно удерживает матрица Sony Super HAD II CCD

Эта матрица изначально создавалась для рынка камер видеонаблюдения, и на сегодня это одна из самых дешевых сенсоров CCD, которые все еще выпускаются. С появлением смартфонов и цифровых камер, такие матрицы почти перестали использоваться, так как рынок завоевали цифровые CMOS-матрицы.

CCD-матрица лежит в основе каждой FPV камеры, например, Runcam swift 2.

CMOS и CCD, отличия

Все потребительские камеры оснащаются двумя типами матриц на выбор:

CCD-матрицы дороже в изготовлении, используют больше энергии для питания. Также у CCD следующие преимущества:

В данное время на рынке есть несколько хороших камер со CMOS-матрицей, например, Runcam Eagle. Мы тестировали камеру и обнаружили проблему со светочувствительностью, камера подстраивалась не очень быстро.

У CCD-матриц преимущества очевидны, поэтому новичкам советуем выбирать камеры именно с этой матрицей. Надеемся, что в ближайшие годы на рынке появятся CMOS-матрицы, которые будут лучше CCD.

На что нужно обратить внимание при выборе курсовой FPV камеры?

Наверное, для вас сейчас прозвучат странные слова, но FPV камеры покупаются не по качеству картинки, потому что все они одинаковые в этом плане. В первую очередь нужно обращать внимание на следующие факторы:

Форм-фактор

Форм-фактор — это типовой размер камеры в полном сборе. Камеры FPV бывают:

Курсовая FPV камера без корпуса называется «board camera», то есть бортовая камера. Раньше такие камеры были очень популярны, сейчас же они используются в основном на микродронах, так как нужна экономия места. Сейчас в стандартных мини-квадрокоптерах, гоночных используются камеры с корпусом, потому что место крепления рассчитано именно под такой вариант.

Также камеры без корпуса больше подвержены повреждениям.

С ко́рпусами все дошло до стандартизации, и на сегодня все обычные fpv камеры — одного размера. Точнее, есть два размера — мини и микро. Микро — легче и, соответственно, немного меньше, чем мини.

Какой выбрать форм-фактор? Это зависит от размеров и типа вашей рамы. Посмотрите, сколько места на раме в отсеке под камеру, и выбирайте подходящий форм-фактор.

Крепление

Камера к корпусу дрона может крепиться 2 способами:

Большинство камер на сегодня поставляется с кронштейнами, которые можно легко и просто прикрутить к раме дрона, так как там много отверстий. Приоритетным креплением считается кронштейн, потому что такое крепление становится более жестким и надежным, но занимает немного больше места в плане монтажа и в вашу раму может просто не влезть, так как там будут слегка выпирать винты.

С каким креплением брать камеру, зависит от вашей рамы, если позволяет место (везде указаны размеры), рекомендуем покупать камеру с кронштейнами. Хотя они и так идут в комплекте почти во всех камерах.

Наверняка вы задумывались над этой аббревиатурой около названий камер, например, Runcam Swift 2 1200TVL. Что она означает?

TVL означает «телевизионные линии» в прямом смысле, то есть скорость обновления изображения по линиям. Помните старые телевизоры с кинескопом? У некоторых они и сейчас есть. Ну так вот, кинескоп работает по такому принципу:

То есть картинка отрисовывается вот этими самыми TVL.

TVL также определяет, насколько детально будет отрисовываться изображение.

По факту же, в FPV камерах это гонка цифр от производителей.

И сейчас мы приведем ниже 2 факта об этом:

Первый факт:

Сейчас у многих продавцов заявлено 600, 800, 1200 TVL. Но вы их не увидите. Дело в том, что TVL соотносится с пикселями:

А теперь вспомните, какое разрешение у вашего шлема или очков? Максимум 720Р, и то это дорогие FatShark. Что мы получаем в итоге? Даже если у вас камера 1200TVL, картинка по-прежнему будет сжиматься до 720Р и ничего не поменяется. Простыми словами, ваши очки все равно не смогут отобразить такое разрешение.

Второй факт:

Видео с видеопередатчика передается на частоте 5.8 ггц, это самая шумная и «грязная» частота, и мы можем гарантировать, что вместо 600TVL, которые заявлены производителем, вы максимум получите 400TVL. Дело в том, что аналоговый сигнал работает так, что тот уровень, который транслирует передатчик, не обязательно будет получен на том же уровне приемником. Цифровой сигнал работает наоборот — какой сигнал отправлен, такой и будет принят.

В общем, можете не смотреть на этот показатель, если будет выбор камеры с 600 или 700TVL и камеры с 1200TVL, смело выбирайте 600 или 700, потому что абсолютно нет смысла переплачивать и покупать камеру с 1200TVL. Не дайте себя обмануть маркетологам.

Надеемся, в ближайшем будущем цифра все же выйдет на уровень минимальной задержки, аналогичный CCD.

Пока на рынке не появятся очки или шлем с разрешением хотя бы 1080р, не стоит покупать камеру с TVL более 600-700. Цифры выше — маркетинг.

Коннекторы (разъемы)

То, с какой стороны расположены коннекторы на камере — важный момент, на который тоже стоит обращать внимание, особенно если у вас оригинальная рама. Бывают рамы, которым нужна камера, например, только с верхним расположением разъемов.

Еще один момент, на который нужно обращать внимание: вместе с камерой обычно идет специальный джойстик для настройки камеры (яркость, контрастность и так далее), и насколько легко вы сможете подключать его к камере, будет зависеть от расположения и типа коннектора. Так, в камерах Runcam всегда 2 разъема — один для видео и питания, а второй рядом, для подключения джойстика для настройки через OSD камеры. С камерами Foxeer это дело обстоит хуже.

Выбирайте такое расположение разъемов, чтобы у вас не было проблем с подключением камеры после монтажа в выбранной раме.

Объектив и линза

Для стандартных мини- и микроквадрокоптеров всегда используются FPV камеры с линзой 1/3 дюйма. Эти линзы универсальные и могут подойти к любой подобной камере, что делает ее ремонтопригодной.

Некоторые производители стараются делать свои линзы с бОльшим углом обзора или же наоборот, с меньшим углом обзора.

Угол обзора — это пространство, которое вы сможете увидеть с помощью камеры.

Широкоугольные (с большим углом обзора) линзы не всегда хороши. Дело в том, что в таких линзах ухудшается восприятие глубины пространства, вы можете не понять, насколько близко к вам объект, а для гоночных дронов это критично.

Насчет линз рекомендаций нет, все зависит от ваших предпочтений и восприятия окружающей среды.

ИК-фильтр

В некоторых камерах есть ИК-фильтр, он может быть как заблокированный, так и разблокированный, в описании это указывается следующим образом:

Линза без блокирующего ИК-фильтра (IR unblocked) передает картинку с тусклыми цветами и предназначена для полетов ночью и в сумерки.

Линза с нанесенным ИК-фильтром (IR blocked) передает цвета естественно и не предназначена для полетов ночью. С такой линзой картинка при солнечном свете будет очень яркой и насыщенной, но ночью ничего видно не будет.

Новичкам рекомендуем покупать камеру с ИК-фильтром (IR blocked), если вы еще даже не умеете летать.

Некоторые производители начали экспериментировать с OSD в FPV камерах. Что представляет из себя OSD в камере? Это информация о текущем напряжении аккумулятора и таймер полета. Обычно все функции на этом и заканчиваются. Не путайте это OSD с обычным экранным меню, которое называется аналогично, но на самом деле это не что иное, как настройки камеры: резкость, яркость и так далее. Наш совет — смотреть в сторону полетных контроллеров со встроенным OSD, так как там точно будет масса функций и информации, которую можно будет вывести на экран очков или шлема, ну или докупить minimOSD. Сейчас все больше производителей встраивают OSD в свои полетные контроллеры.

Встроенное в камеру OSD будет плюсом, но весьма скудным. Как правило, функция ограничивается датчиком напряжения аккумулятора и таймером. Присматривайтесь в сторону OSD, встроенного в полетный контроллер, а не в камеру.

Стоимость разная и часто не маленькая. Цены начинаются от 800 рублей за простенькую камеру, доходя в среднем до 1200-1600 рублей. Для гоночных дронов обычно не требуется дорогущая камера с качественной цветопередачей, потому что сигнал все равно будет аналоговый, а не цифровой, и вся красота будет перебиваться помехами (без них никуда) и рябью. Помех будет не много, но все же.

Соотношение сторон

Если вы купили камеру с матрицей Sony CCD Super HAD II, то у нее будет только одно соотношение сторон, 4:3. Если вы купили камеру с матрицей CMOS, то у такой можно выставлять соотношение сторон 16:9, то есть широкоформатный вариант. Чем он хорош? Большим углом обзора. Например, с широким форматом 16:9 умеют работать очки FatShark Dominator v3.

Большинство камер умеет отображать видео и в 4:3, и в 16:9, но некоторые просто обрезают верхнюю и нижнюю кромки 4:3, будьте внимательны при выборе. А в каком соотношении летать — дело вкуса и привычки. Большинство пилотов летает в 4:3.

Видеоформат

Для аналоговых камер есть 2 типа видеоформата:

Вы наверняка уже знаете об этих форматах. В Европе и СНГ устоялся формат PAL, а NTSC используется в Северной Америке.

PAL выдает 25 кадров в секунду и разрешение 720 × 576, а NTSC 30 кадров в секунду и разрешение 720 × 480 пикселей.

Какой формат использовать — дело каждого.

Сравнение изображения с курсовых FPV камер

Ниже вы можете посмотреть и сравнить качество видео с нескольких современных и популярных FPV курсовых камер.

Foxeer arrov v2

Foxeer hs 1177

Foxeer night wolf — камера для ночных полетов

Runcam eagle 2

Runcam swift 2

Runcam swift 3

Как видите, примерно у всех одинаковая картинка. Новичок сейчас может ужаснуться и подумать — 2018 год и такая некачественная картинка!? Да, именно такая. Зато все РЕАЛЬНО, в реальном времени, задержку вы даже не заметите, поэтому приходится жертвовать качеством, такова физика аналогового видео.

Рекомендуемые курсовые камеры FPV

Ниже приведу список рекомендуемых к покупке камер. Предложенные в нем варианты зарекомендовали себя надежностью и качеством, они популярны у большинства пилотов.

Сейчас на рынке есть два главных игрока — RunCam и Foxeer.

RunCam

RunCam — можно сказать, первооткрыватель в мире производителей, и эта компания существовала еще в те времена, когда были только бортовые камеры (голая плата и линза). RunCam почувствовали конкуренцию от Foxeer с выходом камеры HS1177, но RunCam решили не изобретать велосипед и просто скопировали общую концепцию этой камеры — форму корпуса, компоновку, но также внесли и свои улучшения.

У компании много различных вариантов камер, которые отличаются по определенным параметрам, в том числе и по цене.

Foxeer

Foxeer примечательны тем, что первыми придумали и запустили в производство тот вид и концепцию FPV камер, которые мы видим сегодня. Это именно их заслуги.

На сегодня самой популярной камерой считается Foxeer HS1177, а произошло это благодаря очень востребованной раме ImpulseRC Alien. Данная рама типа Гибрид-Х была создана специально под камеру HS1177 с верхним расположением разъемов. Это взяли на вооружение производители рам, и так получилось, что HS1177 резко отхватили себе большой кусок рынка FPV камер.

У Foxeer тоже большое разнообразие камер, на любой вкус и цвет. Также у них адекватная цена и не очень отличается от цен на другие камеры.

Камеры для начинающих

RunCam Swift 2

Стандартных размеров камера с матрицей 1/3″ SONY Super HAD II CCD, с встроенным микрофоном и OSD. 600TVL. Линза с углом обзора 130°, но у некоторых продавцов можно выбрать 150 и 160 градусов.

Размеры: 28.5 мм х 28.5 мм х 27.0 мм
Вес: 14 г

RunCam Micro Swift 3

Очень маленькая камера с матрицей 1/3″ SONY Super HAD II CCD. Для микро- и мини-сборок. OSD нет.

Размеры: 19 мм х 19 мм х 25 мм
Вес: 5.6 г

Foxeer Classic HS1177V2

Классическая камера с матрицей 1/3″ SONY Super HAD II CCD+ Nextchip 2040 DSP. 600TVL. Поддерживает настройку камеры через OSD.

Размеры: 26 мм х 26 мм х 29 мм
Вес: 12.4 г

Foxeer Arrow Micro Pro

Микрокамера, самая дешевая в линейке Foxeer. Матрица 1/3″ SONY Super HAD II CCD+ Nextchip 2040 DSP и 600TVL. Есть джойстик для настройки камеры.

Размеры: 18.5 мм х 19 мм
Вес: 5.3 г

Foxeer Predator Micro V2

Есть функция WDR и OSD. Соотношение сторон стандартное, 4:3. Есть функция день/ночь.

Размеры: 18.6 мм х 19 мм
Вес: 5.5 г

Опытным пилотам: для фристайла и гонок.

Foxeer Falkor 1200TVL

Отличная камера с классным кронштейном для крепления. Продается в форматах 4:3 и 16:9. 1200TVL. Автоматический баланс белого.

Размеры: 21.8 мм х 21.8 мм
Вес: 8.7 г

Foxeer Predator Micro V3

Создана специально для гонок, выдает до 60FPS. Продается с соотношением сторон 4:3 и 16:9. 1000TVL. OSD.

Размеры: 18.6 мм х 19.0 мм
Вес: 5.5 г

RunCam Eagle 2 Pro

Стандартная камера. Встроенное OSD и микрофон. Матрица CMOS 1/1.8″. 800TVL. Продается с соотношением сторон 4:3 и 16:9.

Размеры: 28 мм х 26 мм х 28 мм
Вес: 15 г

RunCam Swift 2 Rotor Riot

Все то же самое, как у камеры выше, за исключением матрицы, здесь она 1/3″ SONY Super HAD II CCD и 600TVL.

Размеры: 28 мм х 26 мм х 28 мм
Вес: 16 г

RunCam Racer

Отличие от камер выше в самой низкой задержке из всех — 6ms. RunCam делают на этом упор, ведь камера заточена именно для гонок.Соотношение сторон 4:3. Матрица Super WDR CMOS. Встроенное OSD.

Размеры: 19 мм х 19 мм х 18 мм
Вес: 5.5 г

RunCam Night Eagle 2 PRO

Камера для ночных полетов! Светочувствительность 0.00001 LUX! Встроенный микрофон и OSD. Матрица 1/1.8″ CMOS Sensor.

Размеры: 28 мм х 26 мм х 27 мм
Вес: 15 г

Конечно, вы можете выбирать и другие камеры, а также ноу-нейм (камера без бренда), но такие камеры мы здесь рекомендовать не будем. Однако если хотите купить ноу-нейм, просто переходите по ссылкам выше и далее в Рекомендации.

Выводы

Надеемся, вам помогла эта статья, так как мы постарались максимально раскрыть тему. Опирайтесь на знания, полученные отсюда, и выбирайте себе камеру — вы не ошибетесь! Главное — точно поймите, какой дрон вы хотите собрать и как хотите летать. Если будут вопросы, задавайте их в комментариях.

Источник