Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Quad Squad

Jeder liebt eine Flugmaschine. Seit der Markteinführung vor etwas mehr als einem Jahrzehnt sind DIY-Quadrotoren und andere autonome Hubplattformen dank einer obsessiven Community und dem Zugang zu technologischen Fortschritten wie Lithium-Polymer-Batterien, bürstenlosen Motoren und zunehmend kleinen, leistungsstarken Prozessoren und Sensoren schnell reifer geworden. Mit diesen Komponenten sind Drohnen jetzt unglaublich stark, stabil und in der Lage, die meisten, wenn nicht sogar alle, selbst zu steuern.Wenn diese Maschinen also selbst fliegen, was tun Enthusiasten, um engagiert und aufgeregt zu bleiben? Zur Beantwortung dieser Frage versammelten wir uns in einer vielfältigen Zusammenstellung von UAV-Fliegern, darunter Hollywood-Filmemacher, zertrümmerte Flugzeugzellenbauer sowie Ersteller von Luftfahrt-Software und -Komponenten, um einige der neuesten Werkzeuge und Techniken zu diskutieren und zu demonstrieren, die mit dem Quadrotor zu tun haben Luftqualität. Ihre Berichte versprechen eine aufregende Zukunft im Flug.


Mit APM von 0-60 gehen

Von Jason Short

Design Director, 3D Robotics

3drobotics.com

APM: Copter wurde vor etwas mehr als drei Jahren geboren - am 10. Oktober 2010, um genau zu sein. Das Datum ist unauslöschlich in mein Gedächtnis eingegraben, da es der Tag war, an dem mein Sohn Lukas geboren wurde. Wir verbrachten die Woche im Krankenhaus, während die Blue Angels während der Fleet Week in San Francisco flogen. Ich wusste, dass meine Tage, an denen UAVs auf dem Flugplatz geflogen wurden, wahrscheinlich vorüber waren, also machte ich mich daran, eines zu entwerfen, das ich in meinem Hinterhof fliegen konnte, während mein Sohn ein Nickerchen machte.

Anpassen von APM: Plane war anfangs einfach, Multikopter-Drohnen zu fliegen, aber die volle Autonomie der Technik erwies sich als böses Problem. Multikopter belasten das Flugsteuerungssystem. Auf dem Arduino-basierten Prozessor laufen über 100.000 Codezeilen, und fast nichts kann schief gehen, was nicht zu einem schlechten Ergebnis führt und oft zu einem Absturz führt. Um ein absolut stabiles Flugsteuerungssystem herzustellen und die Details auszubügeln, brauchte es eine kleine Armee freiwilliger Entwickler und jahrelange Zusammenarbeit, aber die Ergebnisse waren erstaunlich.

Heute konzentriert sich das 3DR-Entwicklungsteam auf die wichtigsten Funktionen, die es neuen Benutzern erleichtern, APM auf jeder Zelle zu installieren und zu konfigurieren.

Unsere neueste Softwareversion, APM: Copter 3.1, enthält einige neue und sehr hilfreiche Funktionen. Setup-Assistenten führen Sie durch den Konfigurationsprozess, und eine neue Auto-Tuning-Funktion lernt, wie die Drohne fliegt, maximiert die Flugleistung und entlastet die manuelle Abstimmung. Ein neuer, hochentwickelter Inertial-Navigationscontroller vereint GPS und interne Sensoren, um einem Piloten aller Könnensstufen die Möglichkeit zu geben, die Drohne direkt aus der Box zu fliegen, ohne die mit dem manuellen Flug verbundenen Herausforderungen. Softwaredefinierte „Geo-Zäune“ verhindern, dass Sie zu weit oder zu tief fliegen. Wenn die Drohne den Zaun durchbricht, übernimmt APM automatisch die Kontrolle und fliegt von alleine nach Hause.

Ein neuer Flugmodus, der als „Drift“ bezeichnet wird, beruht auf der Intelligenz des Autopiloten, um die Flugsteuerung auf einen einzelnen Stick zu vereinfachen. Das Endergebnis ist eine Drohne, die eher wie ein Rennwagen fliegt und kurvt als ein typischer Multikopter. Wenn Sie die Orientierung verlieren, lassen Sie einfach den Steuerknüppel los und die Bremsen werden automatisch betätigt, um Ihre Drohne in eine sichere Landung zu bringen.

Die aufregendste Verbesserung ist unsere neue, voll funktionsfähige Android-Tablet-Oberfläche, mit der Sie eine Drohne in der Luft planen und steuern können. Community-entwickelte Apps wie DroidPlanner und Andropilot ermöglichen es Ihnen, die Drohne über eine einfache Google Maps-ähnliche Oberfläche zu steuern.

Dank erweiterter Funktionen wie der Follow-me-Funktion können Sie die Position des Tablets an die Drohne senden, Ihre persönliche Flugkamera erstellen und Ihre nächste Wanderung auf dem Kilimanjaro festhalten, in Maui surfen oder die erste erfolgreiche Radtour Ihres Sohns im lokaler Park.


Die härteste Drohne der Welt bauen

Von Marque Cornblatt

Mitbegründer von Game of Drones

gameofdrones.biz

Tief in einem riesigen Lagerhaus in Oakland, Kalifornien, das mit feuerspeienden Robotern, Monster-Maschinen und anderen Zerstörungsgeräten gefüllt ist, trifft sich eine nicht allzu geheime Mischung aus Erfindern, Ingenieuren und Künstlern, die sich spät abends treffen. Diese Gruppe sammelt erstens ihre neuesten Drohnen, UAVs und Roboter.

Zweitens natürlich, um sie in eins-zu-eins-Luftkämpfen „gegeneinander an Deck“ zu stellen.

Der Schmelztiegel der Zerstörung ist etwas informell als "Flight Club" bekannt. Die erste Regel des Flight Club ist, dass alle im Handel erhältlichen Drohnen und Drohnen-Kits für den harten Einsatz viel zu zerbrechlich und teuer sind - insbesondere, wenn es sich um einen Hundekampf handelt. Hier haben sich jedoch eine Reihe innovativer und vielleicht sogar bahnbrechender Designkonzepte entwickelt, darunter viele clevere DIY-Methoden, um Drohnen billiger, härter, schneller und einfacher zu reparieren.

Der Flight Club-Wettbewerb hat mich dazu veranlasst, mich mit dem Industriedesigner Eli Delia (und einem langjährigen Luftkämpfer) zusammenzuschließen. Gemeinsam begannen wir mit der Erforschung von Hochleistungsmaterialien und Fertigungsmethoden aus harten Industrien, darunter Luft- und Raumfahrt, Militär / Strafverfolgung und sogar medizinische Fertigung.

Diese Forschung führte uns zu thermogeformten Polymeren, und bald begannen wir mit der Entwicklung und dem Prototyping von Flugzeugzellen aus verschiedenen Kunststoffen wie Styrol, Polycarbonat, PET und Kydex 100, der extrem harten Kunststofflegierung, auf die wir uns letztendlich entschieden haben. Mit dem Start eines Kickstarter konnten wir den Markt testen und direkt von UAV-Piloten aller Könnensstufen und Bedürfnisse Rückmeldungen einholen, und dieser Funke der Erkenntnisse der Benutzer hat bereits einige Ideen für unser nächstes Projekt ausgelöst.

Mein persönliches UAV - das ich jeden Tag fliege - ist einer der ersten Prototypen unseres Unternehmens. Es wurde abgestürzt und / oder aus Hunderten von Metern zu viele Male fallen gelassen, um es zu zählen. Es wurde durch Feuer geflogen und in stehendem Wasser gelandet. Wir haben es (absichtlich) durch Glasscheiben geflogen und mit einer 12er-Flinte aus dem Himmel geschossen. Es kommt immer wieder für mehr.

Sicher, es ist abgewetzt, zerkratzt, zerrissen und geschlagen, aber es fliegt immer noch genau wie der Tag, an dem wir es gestartet haben. Die Magie liegt in der Konstruktion der Flugzeugzelle, und es ist schwer vorstellbar, dass es sich um einen anderen Typ handelt, der einem solchen Missbrauch standhalten könnte, ohne unbeweglich zu werden.

Abgesehen von der extrem harten Konstruktion möchten wir unsere Flugzeugzellen auf das Nötigste ausrichten. Anstelle von vier ESCs auf separaten Karten bevorzugen wir beispielsweise eine 4-in-1-ESC-Karte zur Steuerung der Motordrehzahl. Dies reduziert die Anzahl der Fehlerstellen erheblich. Das Endergebnis ist eine extrem robuste, extrem einfache Zelle, die einen ganzen Tag lang fliegen, kämpfen und abstürzen kann, ohne dass eine einzige Reparatur erforderlich ist.

Da die meisten Piloten große Anstrengungen unternehmen, um Kollisionen und Abstürze zu vermeiden, sind die meisten Flugzeugzellen - obwohl sie sorgfältig darauf ausgelegt wurden, andere Faktoren zu optimieren - mechanisch anfällig. Dies hat eine Erwartungskultur geschaffen, in der Flugzeugzellen, die beim Absturz brechen, eine akzeptierte Norm sind. Viele Amateurpiloten haben daher zu Recht Angst, Risiken einzugehen, und verbessern ihre Flugfertigkeiten aus Angst, ihre gebrechlichen, teuren Sachen zu beschädigen.

Bei Game of Drones fliegt unser Ansatz dieser Kultur direkt entgegen. Unser Motto lautet "Fly em em hard and put nem". Sie sind nur Drohnen. “Ich hoffe, dass dieser Ansatz Anfängern nicht nur den Einstieg erleichtert, sondern auch mehr Menschen dazu anregen wird, Drohnen für Luftkampfspiele, Geschäfte, Forschung und mehr zu entwerfen, zu bauen und zu fliegen .


Drohnen als Luftzugangspunkte

Von Adam Conway

VP Produktmanagement, Aerohive Networks

aerohive.com

Die Wi-Fi-Technologie macht es einfacher, Drohnen zu steuern, und sie bietet schließlich die Möglichkeit für internetgesteuerte Drohnen.

Die Vision für Drohnen besteht darin, dass sie völlig autonom starten, fliegen und ohne menschliches Eingreifen landen können. Natürlich möchten wir herausfinden können, wo sich unsere Drohnen befinden, und wissen, ob sie ordnungsgemäß funktionieren (oder nicht). und jederzeit in der Lage sein, die Mission zu wechseln oder die manuelle Kontrolle zu übernehmen.

Um diese Ziele zu erreichen, ist es erforderlich, die Funkverbindung während der meisten Flüge aufrechtzuerhalten.

Die drahtlose Kommunikation für Hobbyisten und professionelle UAVs besteht heute hauptsächlich aus drei Verbindungsmöglichkeiten:

Steuerung: Das Steuern einer Drohne im manuellen Modus oder das Umschalten in den autonomen Modus erfolgt normalerweise mit einem herkömmlichen R / C-Sender und -Empfänger

Telemetrie: Wenn eine Drohne herumfliegt, kann sie Telemetriedaten an eine Bodenstation zurücksenden. Telemetriedaten bestehen in der Regel aus eingebauten Sensoreingaben, einschließlich GPS-Standort und Diagnosedaten. Sie können jedoch auch verwendet werden, um die Einstellungen der Drohne während des Fluges zu ändern und neue Fehler zu melden.

Wegepunkte. Telemetriedaten werden normalerweise über eine serielle Langstreckenverbindung wie IEEE 802.15.4 gesendet.

Video: Das ist es, was die meisten Drohnenbenutzer begeistert - die Idee, Echtzeitvideos zurückzuschicken, damit jemand am Boden erleben kann, wie es ist zu fliegen. Für die meisten Hobbyisten ist die einzige Möglichkeit, Videos von einer Drohne zu erhalten, ein analoger drahtloser Videosender / -empfänger. Analoge Videosysteme bieten die Vorteile, relativ kostengünstig zu sein und eine sehr niedrige Latenz oder Verzögerung zu haben.

Da alle drei dieser Systeme gleichzeitig laufen, besteht das Risiko einer Interferenz (mit potenziell katastrophalen Folgen), sodass die meisten Betreiber für jedes System unterschiedliche Frequenzbänder verwenden. In der Regel nutzen Drohnenbetreiber 900 MHz für die Telemetrie (zumindest in den USA; 433 MHz ist in Europa Standard), 2,4 GHz für die Steuerung und 5 GHz für Video. Da eine höhere Frequenz einen kürzeren Bereich bedeutet, ist Video normalerweise die schwächste Verbindung und geht aus, bevor ein Bediener die Kontrolle oder Telemetrie verliert.

Eine bessere Lösung könnte jedoch sein, alle drei Systeme unter einer einzigen Funktechnologie zu kombinieren, wobei eines die Reichweite hat, aber auch die Bandbreite, um Video, Steuerung und Telemetrie mit einem einzigen Funkgerät liefern zu können. Dafür ist WLAN die naheliegende Wahl: Es ist schnell, kostengünstig und (bei richtiger Einrichtung) die notwendige Reichweite.

Auf lange Sicht werden WLAN und andere TCP / IP-basierte Netzwerktechnologien für das Erstellen von internetgesteuerten Drohnen von grundlegender Bedeutung sein.

Heute gibt es bereits Consumer-Drohnen wie die Parrot AR, die WLAN für Video- und Steuersignale verwenden. Bei der flexibleren Open-Source-Autopilot-Software und -Hardware fällt der Support jedoch tendenziell ab. Einige eifrige Ingenieure und Hacker experimentieren jedoch bereits mit der Anpassung von ArduPilot für die Wi-Fi-Telemetrie und -Steuerung. Ich denke, es ist nur eine Frage der Zeit, bis alle Drohnen ins Wi-Fi wechseln.


Touch-Tablet-Drohnensteuerung

Andy Brown

Mitbegründer von Fighting Walross

fightingwalrus.com

Für Telemetrie-Bodenstationen sind UAV-Piloten heutzutage im Wesentlichen auf die Verwendung von Windows-basierten Laptops beschränkt. Das Fighting Walrus Radio (FWR) erweitert die Möglichkeiten, indem es eine weitreichende Datenverbindung zwischen Ihrer persönlichen Drohne und Ihrem iPhone oder iPad hinzufügt. Damit können Benutzer jetzt Telemetrie sammeln und Wegpunkte senden und (in späteren Versionen) die vollständige manuelle Kontrolle hinzufügen.

Die FWR entstand aus einer Zusammenarbeit mit diydrones.com, einer großen Online-Community, die sich auf private UAVs konzentriert. Der in Australien ansässige Softwareingenieur Claudio Natoli entwickelte eine Bodenstation-iOS-App, die ausschließlich für die Entwicklung lizenzierte Hardware verwendete und daher nicht im App Store veröffentlicht werden konnte. Der kämpfende Walrus-Mitbegründer Bryan Galusha (der auch das San Francisco Drones Startup Meetup betreut) hatte sich seit 2008 mit Apple über ein für den iPod (MFi) hergestelltes Drohnengerät unterhalten. Bryan verband sich über diydrones.com mit Claudio und überzeugte ihn seine Software zu öffnen.

Durch die Portabilität und die Touchscreen-Benutzeroberfläche des Tablets ist das Gerät für die kartenbasierte Verwendung sehr praktisch. AndroPilot und DroidPlanner sind bereits sehr beliebt bei Android-Tablets, die den Vorteil einer offenen USB-Schnittstelle haben. Auf der anderen Seite erfordern iOS und MFi viel mehr Arbeit, versprechen jedoch ein nahtloseres Benutzererlebnis.

Die FWR verbindet sich mit kleinen Drohnen wie Parrot. ARDrone2, aber auch größere Einheiten wie die 3DRobotics-Iris. Jede Drohne, die das MAVLink-Protokoll unterstützt, ist kompatibel, einschließlich derjenigen, die Flugregler der Ardu-Serie (sowohl ArduPilot Mega als auch der neue PX4 Pixhawk) verwenden, egal ob Drehflügler oder Starrflügel.

Fighting Walrus wurde im vergangenen Frühjahr erfolgreich mit Indiegogo durch Crowdfunding finanziert. Die Produktentwicklung wird nun mit einem erweiterten Team von fünf Mitarbeitern fortgesetzt. Ursprünglich ein Teilzeit-Mitbegründer von Bryan, bin ich jetzt Vollzeit gekommen, um die Entwicklung drastisch zu beschleunigen. Wenn Sie interessiert sind, sind jetzt Vorbestellungen verfügbar und das Produkt ist Anfang 2014 für die vollständige Produktion auf dem richtigen Weg.


Hollywood Heights

Jeffrey Blank und Andrew Petersen

Drohne Dudes

dronedudes.com

Wir sind ein einzigartiges Kollektiv von Filmemachern, Designern und Flugrobotern. Mit einer Flotte von benutzerdefinierten Multirotor-UAVs und benutzerdefinierten Kamera-Gimbals bieten wir unsere Dienstleistungen als Luftkinematographen für Spielfilme, Werbespots, Musikvideos und Sportveranstaltungen auf der ganzen Welt an. Wir haben das Glück, von einem Netzwerk fantastischer Menschen unterstützt zu werden, und freuen uns darauf zu sehen, wohin diese aufregende neue Technologie unser Geschäft und unsere Kunst bringen wird.

Unsere Systeme bieten eine kostengünstige, sichere und dynamische Alternative zu herkömmlicher Luftvideografie und machen sie zu einem attraktiven Ersatz für Hersteller, die herkömmliche Methoden wie bemannte Hubschrauber und Kräne in Betracht ziehen.

Jedes UAV ist für eine andere Kamera-Gewichtsklasse ausgelegt. Unser Octocopter mit starkem Hub wurde für die Montage von High-End-Kameras (wie der RED Epic) entwickelt, die die hochauflösenden Bilder liefern können, die die Filmindustrie jetzt von professionellen Kamerabedienern erwartet. Die RED-Kamera ist in der Tat der Industriestandard und das Fliegen war unser erstes großes Ziel.

Da professionelle HD-Kameras jeden Tag kleiner und günstiger werden, glauben wir, dass die Zukunft der Kinodrohnen-Technologie in einem kompakteren System liegt. Unser neues UAV-Design (das D2) ist mit allem ausgestattet, was ein professionelles Luftbildvideo-Team jemals für ein Shooting benötigen würde: Onboard-GPS, ein bürstenloser Drei-Achsen-Gimbal, Full-HD-Video-Downlink, ein drahtloser Follow-Fokus und sogar zwei Fallschirme. oh sh * t ”Situationen. Mit großer Beweglichkeit und Reaktionszeit erwarten wir, dass der D2 einen bequemen Platz an der Spitze der Nahrungskette von Kino-Drohnen finden wird.

Wir sind ursprünglich auf fliegende Drohnen gestoßen, weil sie mit einer anderen Kameraplattform Aufnahmen machen können, die nicht praktisch sind. Jetzt haben wir einen Einblick in das Mögliche erhalten und sind bestrebt, unsere Technologie ständig weiterzuentwickeln. Die komplexe, sich schnell entwickelnde Schnittstelle zwischen technischer Entwicklung und künstlerischem Ausdruck macht dieses Geschäft so lustig.


Die Drohnen-Dudes-Flugregeln

Ein UAV zu fliegen macht Sie zum Piloten und Sie sind wie jeder Pilot für den sicheren Betrieb Ihres Flugzeugs verantwortlich. Die Drone Dudes teilen ihre Regeln des Engagements.

  • Kennen Sie Ihre Ausrüstung in- und auswendig und überprüfen Sie vor jedem Flug, dass alles in einwandfreiem Zustand ist.
  • Laden Sie diese LiPo-Akkus in feuerfesten Beuteln an einem sicheren Ort mit ausreichender Belüftung auf. Machen Sie sich mit den Gefahren und der Wissenschaft des Ladens des LiPo-Akkus vertraut und achten Sie auf die Zellenspannung, während Sie Ihre Akkus laden oder entladen.
  • Wählen Sie einen sicheren Flugbereich fernab von Gebäuden und dicht besiedelten Gebieten. Überlegen Sie, was passieren könnte, wenn Ihr Flugzeug mitten im Flug ausfällt.
  • Verstehen Sie, wie sich veränderte Wetterbedingungen wie Temperatur, Höhe und Wind Ihre Flugleistung insgesamt beeinflussen.
  • Überprüfen Sie Ihre Ausfallsicherheitsfächer an Bord und haben Sie einen koordinierten Notfallplan mit allen im Flugbereich.
  • Halten Sie einen sicheren Abstand zu Motiven und Zuschauern ein, und vermeiden Sie unerwartete Abweichungen von Ihrem Plan.
  • Halten Sie einen klaren, sicheren Bereich für Start und Landung bereit.
  • Stellen Sie sicher, dass Ihre Nutzlast auf Ihrer Zelle perfekt ausbalanciert ist.
  • Fliegen Sie sicher und bleiben Sie wachsam. Höre auf deinen Bauch und fliege mit deinen Mitteln. Lassen Sie sich nicht durch Ablenkungen ablenken und geben Sie die Kontrollen nicht an Personen weiter, die nicht ordnungsgemäß geschult wurden.
  • Fliegen Sie immer in Sichtweite, damit Sie sehen können, was los ist. Verlassen Sie sich nicht nur auf Ihr GPS oder Ihren Flugcontroller, um die Arbeit für Sie zu erledigen. Diese Tools können fehlschlagen und Sie müssen darauf vorbereitet sein. Wenn Sie in einem FPV-Modus (First-Person-Ansicht) fliegen, verwenden Sie einen Spotter mit Fernglas, um die visuelle Ausrichtung Ihres Flugzeugs für Sie zu behalten.
  • Es ist eine gute Idee, immer mit einem Telemetriemodul zu fliegen, das Live-Informationen über Ihr Flugzeug weiterleiten kann. Achten Sie darauf, dass Ihre Batteriespannung auf unregelmäßige Leistungen eingestellt ist, und halten Sie Ihre Flugzeiten auf der sicheren Seite.
  • Eine klare Kommunikation ist unerlässlich. Stellen Sie sicher, dass Sie ein zuverlässiges Team haben, das Sie unterstützt und dass jeder den vorgegebenen Flugpfad kennt, bevor Sie in den Himmel steigen.

Dieser Artikel erschien erstmals in MAKE Band 37, Seite 54.

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