Flycam là gì và cách hoạt động ra sao ? – Phần 2

Hệ thống điều khiển máy báy không người lái

Các loại máy bay không người lái thông dụng thường được sử dụng tín hiệu không dây với tần số 5.8 GHz. Và một chiếc drone sẽ được đồng bộ kết nối với một bộ điều khiển ngay khi nó được rời khỏi nhà máy sản xuất.

Thiết bị tiếp nhận sóng điều khiển

Thiết bị tiếp nhận sóng 5.8 GHz thông thường là một nút bấm ngay dưới chiếc máy bay không người lái.

Công nghệ mở rộng phạm vi tiếp sóng

Đây là thiết bị liên lạc không dây hoạt động trong tần số 2,4 GHz. Nó được sử dụng để mở rộng phạm vi giao tiếp giữa điện thoại thông minh hoặc máy tính bảng với chiếc máy bay không người lái trong một khu vực không bị cản trở bởi nhiều yếu tố khác.

Một số loại máy bay không người lái hiện nay có thể đạt được khoảng cách rất xa hơn so với hồi trước là 700m. Ngày nay một chiếc drone có thể bay được đến 7km tính từ khoảng cách bộ điều khiển khi không bị cản trở quá nhiều.  Những chiếc drone để đua có bộ mở rộng phạm vi có đạt được khoảng cách xa hơn rất nhiều.

Ứng dụng điều khiển drone từ điện thoại thông minh

Ngày nay nhiều loại drone có thể được điều khiển mà không cần đến bộ điều khiển riêng vì chúng chỉ cần có chiếc điện thoại thông minh mà bạn thường ngày đem theo bên mình. Qua đó bạn có thể sử dụng ứng dụng của chiếc drone của mình được nhà sản xuất cho ra mắt ở các kho ứng dụng.

Camera hiệu xuất cao

Các thế hệ drone mới từ DJI, Walkera, Yuneec và nhiều hãng sản xuất khác ngày nay thì drone của họ đều có thể được trang bị camera có khả năng quay video 4k video và camera đạt được 12 megapixel khi chup ảnh.

Nhiều máy bay không người lái trước đây sử dụng máy ảnh không hoàn toàn phù hợp để quay phim trên không. Nhiều chiếc trong số này có các video trên không có biến dạng cong vì ống kính góc rộng.

Tuy nhiên, những chiếc máy bay có khả năng quay video 4k mới nhất gần đây như DJI Inspire 1, Phantom 3 Professional và Phantom 4 được trang bị một chiếc camera được thiết kế đặc biệt để quay phim và chụp ảnh trên không.

Drone được trang bị camera zoom

Trong năm 2016 và 2017, một số lượng gimbal chống rung có tích hợp với zoom quang học và zoom kỹ thuật số đã được giới thiệu ra thị trường.

DJI cho ra mắt bộ Zenmuse Z3, một camera cho drone có chế độ zoom được tích hợp và được tối ưu hóa để chụp ảnh và quay phim. Zenmuse Z3 có chế độ zoom 7x được tạo ra từ hệ thống zoom quang học không dây và zoom kỹ thuật số 2x tạo ra dải tiêu cự tương đương 22 đến 77 mm, làm cho nó trở nên lý tưởng cho các công việc mang tính thương mại cao.

Sau đó, vào tháng 10 năm 2016, DJI đã phát hành bộ camera Zenmuse Z30. Camera Zenmuse Z30 mạnh mẽ này là một camera zoom trên không tích hợp có zoom quang học 30x và zoom kỹ thuật số 6x với tổng độ phóng đại lên đến 180x. Điều này cho phép sử dụng vào mục đích thương mại nhiều hơn hoặc các việc như kiểm tra tháp di động hoặc tuabin gió để có được một cái nhìn rất chi tiết về cấu trúc, dây điện, mô-đun để phát hiện các sai sót trong cấu trúc xây dựng. Hệ thống Zenmuse được tương thích với dòng máy bay không người lái của DJI Matrice.

Walkera Voyager 4 đi kèm với một máy ảnh zoom 18x đáng kinh ngạc. Máy ảnh zoom quang học 18x trên Voyager 4 có thể quay 360 độ. Camera có khả năng quay video ở chất lượng 4k với tốc độ là 30 khung hình mỗi giây. Hệ thống truyền hình ảnh độ nét cao sử dụng công nghệ gimbal chống rung động cơ không chổi than 3 trục.

Walkera cũng đã phát hành Voyager mới nhất của họ là Voyager 5. Chiếc drone này có một bộ camera zoom quang học 30x đáng kinh ngạc. Nó bao gồm nhiều hệ thống dự phòng như GPS kép, con quay hồi chuyển kép và 3 hệ thống pin. Nó cũng có tùy chọn camera hồng ngoại nhiệt và ánh sáng yếu.

Gimbal chống rung

Công nghệ Gimbal là yếu tố quan trọng trong việc chụp ảnh, quay phim trên không hoặc chụp các hình ảnh 3D trên không chất lượng nhất. Gimbal chống rung sẽ loại bỏ bất kỳ rung động của camera trong lúc bay giúp cho việc chụp ảnh và ghi hình ổn định hơn ở trên không. Gimbal cho phép bạn nghiêng camera trong khi đang bay, tạo ra các góc độc đáo hơn. Nhiều loại gimbal chống rung có 3 trục ổn định với 2 chế độ làm việc. Chế độ không FPV và chế độ FPV. Ngày nay những chiếc drone có trang bị camera trên drone đều được trang bị cùng với một bộ gimbal chống rung trên đó đi kèm theo.

Công nghệ chống rung không cần gimbal

Tại triển lãm CES 2017 một công ty có tên là Ambarella giới thiệu một vi mạch được trang bị trong các camera thế hệ mới có tên là H22. Vi mạch này sẽ xử lý các hình ảnh được ghi bởi camera và khử các rung động. Như vậy là các video được quay và được khử rung mà không cần đến gimbal chống rung. Bạn có thể thấy được vi mạch này được trang bị trong chiếc GoPro Hero 6 lừng danh.

Trang bị cảm biến dựng bản đồ, hình ảnh 3D

Trong năm 2016, máy bay không người lái sử dụng cảm biến Time-of-Flight xuất hiện trên thị trường. Các cảm biến ToF có thể được sử dụng để đưa ra các giải pháp khác nhau trên nhiều lĩnh vực.

ToF được sử dụng nhiều mục đích khác nhau với cảm biến có thể được sử dụng để quét đối tượng, điều hướng trong nhà, tránh chướng ngại vật, cử chỉ, theo dõi các đối tượng, nhận dạng, đo khối lượng chụp ảnh 3D, tăng cường chức năng Thực tế ảo trên FPV và nhiều hơn nữa.

Với bản đồ Lidar và photogrammetry, những chiếc drone này sẽ được lập trình để bay qua một khu vực cụ thể bằng cách sử dụng điều hướng định vị GPS tự động. Máy ảnh trên máy bay không người lái sẽ chụp ảnh ở khoảng 0,5 hoặc 1 giây. Những bức ảnh này sau đó được ghép lại với nhau bằng cách sử dụng phần mềm quang ảnh chuyên dụng để tạo ra các hình ảnh 3D.

DroneDeploy là một trong những hãng sản xuất đi đầu trong việc tạo ra phần mềm lập bản đồ 3D cho ngành nông nghiệp. Phần mềm mới nhất của họ có tên Fieldscanner sẽ hoạt động với hầu hết các máy bay không người lái mới nhất.

Chụp ảnh có độ phân giải cao trên máy bay không người lái ổn định là rất quan trọng. Sử dụng phần mềm photogrammetry hàng đầu để xử lý hình ảnh thành bản đồ và mô hình thực sự cũng quan trọng. Một số phần mềm lập bản đồ bay cho không người lái hàng đầu như sau;

• DroneDeploy 3D Mapping Solutions
• Pix4D Mapper Photogrammetry Software
• AutoDesk ReCap Photogrammetry Software
• Maps Made Easy – Orthophoto and 3D Models
• 3DF Zephyr Photogrammetry Software
• Agisoft PhotoScan Photogrammetry Software
• PrecisionHawk Precision Mapper / Viewer
• Open Drone Map
• ESRI Drone2Map For ArcGIS.

Công nghệ cảnh báo và tránh né va chạm

Nhiều máy bay không người lái bây giờ được trang bị hệ thống tránh va chạm. Các hệ thống sẽ cho chiếc drone có tầm nhìn bằng cách sử dụng các cảm biến phát hiện vật cản để quét xung quanh trong khi các thuật toán phần mềm và công nghệ SLAM tạo hình ảnh thành bản đồ 3D cho phép bộ điều khiển bay cảm nhận biết và tránh né vật thể. Các hệ thống này kết hợp một trong số các cảm biến sau đây để cảm nhận và tránh chướng ngại vật;

• Vision Sensor
• Ultrasonic
• Infrared
• Lidar
• Time of Flight (ToF)
• Monocular Vision

Hệ điều hành trên drone

Hầu hết các máy bay không người lái sử dụng Linux và một vài MS Windows. Quỹ Linux có dự án được khởi chạy vào năm 2014 được gọi là dự án Dronecode.

Dự án Dronecode là một dự án hợp tác tạo ra mã nguồn mở, tập hợp các dự án máy bay không người lái có mã nguồn mở hiện tại và tương lai theo một cấu trúc phi lợi nhuận được điều hành bởi Linux. Kết quả là một nền tảng mã nguồn mở phổ biến cho các phương tiện không người lái trên không.

Bảo vệ drone và hack drone

Drone cũng giống như một chiếc máy tính đang bay. Với hệ điều hành, bộ điều khiển máy bay và vi mạch có mã lập trình, chúng cũng có thể bị tấn công. Một số loại drone đã được phát triển để bay xung quanh và tìm kiếm các drone khác và hack thông qua mạng không dây, ngắt kết nối với bộ điều khiển chính và chiếm đoạt chiếc drone đó. Tuy nhiên, có một số cách để bảo vệ máy bay không người lái của bạn khỏi tin tặc.

Công nghệ tiên tiến mới nhất trên drone

• DJI Mavic Air – Đây là máy bay không người lái chuyên nghiệp cỡ nhỏ mới nhất. Nó có một camera 4k và hệ thống bay rất ổn định. Nó có thể tránh va chạm. Nó cũng có thể bay bằng cử chỉ tay và có công nghệ nhận dạng khuôn mặt.
• DJI Spark – Máy bay không người lái tự sướng nhỏ có thể cất cánh từ lòng bàn tay của bạn.
• DJI Mavic Pro – Drone có khả năng gấp gọn với cảm biến tránh va chạm phía trước và dưới. Có thể bay siêu ổn định và khả năng quay phim 4k.
• DJI Phantom 4 Pro – với công nghệ tránh va chạm tối tân. Đây là chiếc drone đa mục đích bao gồm quay phim trên không 4k, chụp ảnh và chụp ảnh
• DJI Inspire 2 – Thiết kế và động cơ được thiết kế tối ưu. Với mục đích cho quay phim trên không 5k chuyên nghiệp, nhiếp ảnh, chụp ảnh, chụp ảnh đa chiều và tầm nhiệt.
• Yuneec Typhoon H Pro – Sử dụng công nghệ tránh né va chạm độc quyền từ Intel “Realsense”. a chạm. Tuyệt vời để chụp ảnh và quay phim trên không chuyên nghiệp.
• Walkera Voyager 5 – Chiếc máy bay không người lái mới nhất từ Walkera có kích thước lớn nhất. Với các tùy chọn cho camera bao gồm zoom quang học 30x, hồng ngoại nhiệt và camera ánh sáng ban đêm thấp.
• Walkera Vitus Starlight – máy bay không người lái có kích thước nhỏ gọn mới nhất của Walkera có cảm biến tránh va chạm và camera hoạt động tốt kể cả điều kiện thiếu sáng.
• DJI Matrice 200 Commercial Quadcopter – Có thể trang bị 2 pin dự phòng, IMU và hệ thống định vị vệ tinh. Bạn có thể gắn 2 camera (ví dụ: camera nhiệt và zoom). Ngoài ra, hãy lắp một chiếc máy ảnh lên trên đỉnh Matrice 200, điều này giúp việc khảo sát các cây cầu trở nên thật dễ dàng. Matrice 200 có 6 hướng tránh va chạm sử dụng cảm biến Laser, siêu âm và Vision.

Hệ thống bay thông minh

Tất cả các máy bay không người lái mới nhất đều có bộ điều khiển và chế độ bay thông minh như Follow Me, Active Tracking, Waypoints, Return To Home… Chiếc Phantom 4 Pro mới nhất từ DJI có chế độ bay thông minh tự bay tốt nhất. Phantom 4 Pro có các chế độ bay thông minh sau đây;

• Active Track (Profile, Spotlight, Circle)
• Draw Waypoints
• TapFly
• Terrain Follow Mode
• Tripod Mode
• Gesture Mode
• S-Mode (Sport)
• P-Mode (Position)
• A-Mode (Attitude)
• Beginner Mode
• Course Lock
• Home Lock
• Obstacle Avoidance

Máy bay không người lái quân sự

2 dòng máy bay không người lái ta thường thấy là MQ-1B Predator và MQ-9 Reaper có kích thước không quá to.  Chúng thường được sử dụng ở Afghanistan và Pakistan.

Kết luận

Càng ngày nhiều người càng hứng thú và thích thú hơn trong công nghệ bay không người lái và sử dụng nó trong cuộc sống hàng ngày cho từng mục đích, nghề nghiệp khác nhau và cho cả mục đích giải trí là chính. Cho đến vài năm trước, phần lớn công nghệ từ máy bay không người lái quân sự đã tiến vào mục tiêu đó là dân dụnng và thương mại. Trong vài năm qua, chúng ta đã thấy đầu tư lớn vào máy bay không người lái đặc biệt là trong lĩnh vực thương mại và với mục đích giải trí. Công nghệ máy bay không người lái và những đổi mới đã thực sự có những bước nhảy vọt đáng kể trong vài năm qua.