First Person View

Изображение с камеры БПЛА
Мужчины управляют дронами с помощью очков
Квадрокоптер с камерой для вида от первого лица (FPV)
Видео с FPV дрона

FPV (First Person View) (с англ. — «вид от первого лица», Эф Пи Ви или ФПВ) — вид прикладного телевидения, использующегося для передачи изображений оператору мобильной техники. Широко используются в военных целях в российско-украинской войне

Изначально аббревиатурой FPV определялось направление радиоуправляемого авиамоделизма, где система радиоуправления включает не только управление авиамоделью по радиоканалам, но и приём с модели видеоизображения по дополнительному радиоканалу в режиме реального времени. Пилот (оператор), управляющий авиамоделью, видит изображение, получаемое с видеокамеры авиамодели, при помощи устройств отображения: мониторов, телевизоров, а с развитием технологии FPV — видеоочков, видеошлемов.

С точки зрения внешнего наблюдателя, либо оператора без специального оборудования, данные устройства управляются их оператором дистанционно (VLOS, Visual Line of Sight — с англ. — «в пределах прямой видимости», с англ. — «в поле зрения»), с точки зрения самого оператора в очках виртуальной реальности[1] — иммерсивно, то есть с погружением в реальность, транслируемую с видеокамеры летательного и иного аппарата. Другими словами, точка зрения оператора совпадает с «точкой зрения» аппарата (телеприсутствие).

Дистанционно-пилотируемые летательные аппараты

Наличие телевизионной камеры или системы инфракрасного обзора позволяет полностью отображать обстановку в районе полета[2].

Дальность полета

Летательные аппараты, управляемые в режиме FPV, разделяются на устройства для полётов на ближние и дальние расстояния.

В ближних полётах используют стандартный набор для управления авиамоделью (летательным аппаратом), включающий маломощный передатчик видеосигнала, позволяющий летать в зоне действия стандартного передатчика телерадиоуправления.

В дальних полётах (иммерсивное, FPV) пилотирование требует использования усилителей мощности или более мощных передатчиков как для собственно управления летательным аппаратом, так и для передачи с него видеосигнала.

Техническое исполнение

Для FPV или дистанционного управления можно приспособить практически любой летательный аппарат (ЛА), начиная от планера и заканчивая мультироторными системами. Важной особенностью FPV-носителя является наличие бортового передатчика. Часто на FPV-носители устанавливают дополнительную батарею питания, обеспечивающую работу бортового комплекса FPV. Минимальный набор состоит из камеры, связанной с передатчиком видеосигнала, установленной на обычную радиоуправляемую модель с приемником управляющего сигнала и несколькими элементами управления. У продвинутых гоночных FPV-дронов имеется функция «Поворот за головой» (англ. Head tracking), которая позволяет контролировать дрон, либо его камеру, движением головы в очках виртуальной реальности.

Бортовые видеокамеры

Бортовые видеокамеры могут быть довольно различными как по размеру и весу, так и по характеристикам. Чаще всего используются микрокамеры с наклонно-поворотным механизмом, но возможно использование и цифровых камер (таких как Sony NEX-3 или камеры GoPro) со стабилизирующим подвесом. В некоторых случаях устанавливается две камеры. Одна — для записи в высоком качестве изображения во внутреннюю память, вторая — для управления по видеосигналу. Ключевыми показателями для FPV-камер являются горизонтальные телевизионные линии (англ. TVL) и время задержки матрицы.

Система передачи/приема видеосигнала

На рынке представлены разные системы приема/передачи видеосигнала. Основные характеристики — несущая частота и мощность передатчика. Мощность передатчиков регулируется законодательством и ограничена для разных диапазонов. Производители FPV-оборудования используют нелицензируемые диапазоны частот гражданского применения. В большинстве случаев FPV-авиацией близких расстояний используется диапазон 5.8 ГГц, который является открытым. Для дальней FPV-авиации используются диапазоны низких частот, например 1.2 ГГц.

Принимается специализированным приёмником, настроенным на частоту передатчика. Преобразованный видеосигнал передается на экран монитора или очки пилота FPV-устройства. Как правило, передача от приёмника к экрану идет AV-сигналом.

В случае, если носитель оборудован системой передачи координат по видеотракту, то возможна передача телеметрической информации через звуковую дорожку. Приемник на земле декодирует сигнал и определяет направление, после чего устройство слежения устанавливает положение наземной антенны, следящей за FPV-носителем. Таким образом оператор FPV-носителя имеет всегда чистый и сильный сигнал.

Телеметрия/система стабилизации/виды автопилотов

Телеметрия или OSD (On-Screen Display — отображение (информации) на экране) позволяет выводить на экран полетную информацию, полезную для пилота (высота, направление, скорость, напряжение и ток потребления от бортовой батареи, расстояние от «дома» и многое другое). Если на носителе установлены системы стабилизации, автопилотирования или другие модули, они также могут выводить информацию в режиме OSD.

Вспомогательное наземное оборудование

Очень часто в телеуправляемых (FPV) устройствах при полётах на дальние расстояния используют так называемые наземные станции. Они обычно состоят из штатива, на котором закреплена узконаправленная антенна, которая передаёт летательному аппарату команды с пульта управления, и всенаправленной антенны, принимающей видеосигнал с видеопередатчика.

Возможно также использование дополнительного усилителя сигнала с передатчика аппаратуры радиоуправления перед подачей на узконаправленную антенну, что позволяет значительно усилить дальность работы радиоуправления. Недостатком такого метода является сам принцип работы узконаправленных антенн: иногда приходится отвлекаться от пилотирования, чтобы направить её в сторону летательного аппарата.

Для устранения этого недостатка используют следящие (трекинговые) антенные системы (англ. FPV Antenna tracker).

Антенный трекер физически находится рядом с оператором (или его местом пилотирования), потому что финальный отрезок провода от трекера до видеоприемника (VRX) или очков оператора обычно короткий.

Часто сам антенный трекер с приемником и мощной направленной антенной (патч/спираль) устанавливается на возвышении (штатив, крыша авто), то есть является частью «удаленной» наземной станции. Затем видеосигнал по проводу или через дополнительный радиомост (например, 5.8 ГГц) передается оператору, который сидит в укрытии (в машине, в палатке) и смотрит в очки.

Некоторые пользователи также устанавливают на такие станции небольшие мониторы, которые подключают непосредственно к приёмнику видеосигнала.

Бортовое антенно-фидерное оборудование

При взлетной массе летательного аппарата (ЛА) до 5 кг масса антенны и фидера не должна составлять более 100 г. Соответственно, более тяжёлые и мощные ЛА позволяют отступать от данного условия[3].

Устройства удалённого присутствия

Пандемия COVID-19 и связанный с ней добровольный затвор населения или отдельных лиц, рабочие специализации которых предполагали личное присутствие, подстегнули процесс внедрения устройств удалённого присутствия, в которых применяется принцип FPV для оператора. Такие роботы виртуального (теле- или удалённого) присутствия, своего рода «роботы-аватары» стали появляться в странах с развитой IT-инфраструктурой в жилых и медицинских помещениях, офисах, учреждениях культуры и торговых точках, обеспечивая не только очное (собственно FPV) и звуковое[4], но и тактильное взаимодействие со своим физическим окружением[5] для виртуального посетителя, наблюдателя, удаленно работающего специалиста[6].

См. также

Примечания

  1. Сиротенко, Александр. Полёты от первого лица. Что нужно о них знать. DJI Гид покупателя (17 мая 2018). Дата обращения: 10 марта 2024. Архивировано 10 марта 2024 года.
  2. Дистанционно-пилотируемый летательный аппарат (ДПЛА) // Авиация: Энциклопедия —М.: Большая Российская энциклопедия, 1994.
  3. Разработка и проектирование бортового антенно-фидерного оборудования малых беспилотных летательных аппаратов. Дата обращения: 3 июня 2023. Архивировано 3 июня 2023 года.
  4. Роботы для дистанционного контроля удалённых объектов и общения с абонентами. Дата обращения: 4 июня 2023. Архивировано 9 августа 2020 года.
  5. Робот-аватар - средство телеприсутствия человека в космосе.
  6. Обзор роботов телеприсутствия, которые живут в нашей лабе: Ohmni, Double, Temi. Дата обращения: 4 июня 2023. Архивировано 4 июня 2023 года.

Ссылки

Content Disclaimer

Informasi ini disarikan dari Wikipedia dan disajikan kembali untuk tujuan edukasi. Konten tersedia di bawah lisensi CC BY-SA 3.0. Kami tidak bertanggung jawab atas ketidakakuratan data yang bersumber dari kontribusi publik tersebut.

  1. The information displayed on this website is sourced in part or in whole from Wikipedia and has been adapted for the purpose of restating it. We strive to provide accurate and relevant information, however:
  2. There is no guarantee of absolute accuracy. Wikipedia is an open, collaborative project that can be edited by anyone, so information is subject to change.
  3. It is not intended to constitute professional advice. The content displayed is for informational and educational purposes only. For important decisions (e.g., medical, legal, or financial), please consult a professional.
  4. Content copyright. Wikipedia is licensed under the Creative Commons Attribution-ShareAlike License (CC BY-SA). This means that content may be reused with appropriate attribution and shared under a similar license.
  5. Responsible use. Any risk arising from the use of information from this website is entirely the responsibility of the user.