Обучение дронам
Как учебный продукт мы довольно часто встречаем понятие мультикоптер. Дрон — беспилотный летающий аппарат. Однако что это такое мультикоптер? Это летающий аппарат, сконструированный на вертолетной схеме с 3-мя и более тянущими винтами. Однако в первую очередь применяется как раз квадрокоптеры. Квадрокоптер это дрон, имеющий 4 мотора. Обучение дронам обхватывает ряд направлений. Как вообще они работают?
Оператор создает сигнал, и данный сигнал поступает в перелетный контроллер. Его называют «мозги квадрокоптера». После этого по 4-м каналам управления сигнал поступает на двигатели и, они начинают вращение. Моторы вращаются в различные стороны для стабилизации коптера, регулируя скорость двигателей. Можно делать подъем, высадку или полет.
Откуда вообще появилось такое понятие как коптер? Довольно часто технические новинки вначале используется в боевых задачах, а потом проходят в спокойное направление. Коптеры прошли данный путь.
1922 году был разработан квадрокоптер. Тогда его именовали вертолет, однако он имел трудную коробку, и для того, чтобы полететь, ему нужен был попутный вихрь.
Вследствие этого испытания закончились. Позднее тоже были попытки изобретения дронов для боевых задач, однако образец как раз современных коптеров, которые мы видим в настоящее время, пояился как раз в 2006 году, когда в Германии был показан микрокоптер. Развивалась автоэлектроника, и был придуман перелетный контроллер, который управляет коптером. Как следствие, это дало мощный толчок к формированию того, что мы в настоящее время видим.
Часто коптеры принимают как просто объект, на котором установлена камера. Однако действительно, в настоящее время беспилотные летательные аппараты используются почти повсюду и теперь тестируются и применяются коптеры, способные перевозить человека. Вероятно, в будущем, когда вы подымите глаза к небу, то выв найдете в небе большое количество аэротакси.
Кроме этого коптеры приобрели большое распространение как раз в образовании. Они применяются в школах, в дополнительном образовании, в институтах и институтах.
Кто бы мог задуматься, что можно хорошо разъяснить физику, арифметику или информатику, применяя дрон. В институтах также есть особые направления. Также открываются корпорации, в которых применяются беспилотники, и там ребята делают собственные проекты. Такие корпорации есть в МИСиС. В Московском Политехе есть курс, в котором применяется коптеры.
Дроны отличаются по системе. По числу винтов у нас есть возможность повстречать трикоптеры, в которых как следствие 3 винта, квадракоптеры — 4 винта, гексакоптеры, у которых 6 винтов, и октакоптеры, у которых 8 двигателей. Также дроны отличаются по габариту. Определенные дроны вмещаются в ладошку человека, а есть большие промышленные изделия. А средние дроны незначительного размера мы применяем в учебных задачах.
Перечислим способности, которые нужны для эксплуатации дронов:
Прежде всего, это сборка. При сборке мы рассматриваем размер. Огромные дроны, малые дроны или совсем-совсем крохотные. Кроме того мы рассматриваем необходимую нагрузку. Туда может входить камера или какие-то 3D-детали. Для комплектации необходимо иметь способности проектирования и диагностики.
Пайка необходима для того, чтобы объединить детали между собой. Так, если хорошо присмотреться и посмотреть на внутренности дрона, то на коннекторах также может применяться как раз пайка.
Кроме этого принципиально знать схемотехнику, чтобы осознавать, как объединить детали и детали коптера.
Способности решения проблем. Часто в техподдержку пишут клиенты. Как следствие человек, который занимается работой дронов, должен осознавать и решать такие проблемы.
Надо изучить 3D-прототипирование. Часто бывает, что при полетах у вас повредилась некая деталь. Как следствие можно взять какой-нибудь 3D-редактор и создать модель. После этого размножить ее на принтере. И вот у вас готова замена к поломанной детали.
Следующий опыт, который нужен при сборке, это обслуживание техники. Даже есть профессия — оператор беспилотных авиационных систем. Требуется специалисты, которые способны как раз подготовить дрон к независимому полету. Кроме того они должны следить, как коптер выполняет решение какой-то задачи.
Кроме этого значительный опыт это выбор элементов. Когда вы собираете учебный дрон и у вас есть конструктор и нужные детали, можно применять иные детали. И принципиально осознавать, как они сопряжены между собой, чтобы собрать полновесный коптер.
FPV-полеты. FPV (First Личность View) — это управление коптером от первого лица. И тут актуальны такие способности как мгновенная реакция, познание аэродинамики пилотирования, и познания легкого места и его законов.
Следующая группа умений сопряжена с программированием. Мы все осознаем, что будущее за автономностью. Необходимо делать автономные полеты – это старт группы беспилотников, обработка данных.
Тут весьма актуальны познание программирования, познание машинного зрения. Еще 1 опыт это познание фреймворка ROS — это набор утилит, библиотек, договоров, который упрощает разработку трудного ПО для разных робототехнических платформ.
Если говорить о настоящих областях, то тут упоминаются объекты физика, математика и технология. В физике упоминаются сегменты инженеры, тепловые действа, и электрические действа.
Объекту математика отвечают такие сегменты как математические основы, способы программирования, компьютерные системы и сервисы. Предмет технология включает сегменты: современные технологии, техническая культура.
После того, как вы изучили настоящую область, можно исследовать такие профессии как эксплуатация беспилотных авиационных систем, разработчик и инженер-конструктор.
Давайте остановимся на профессии эксплуатанта беспилотных авиационных систем. Разберем профессиональные способности эксперта, которые воспроизведены специфики Эталон.
Так вот, первый опыт — это проектирование, моделирование и изготовление новых версий и автономных участков беспилотных летательных аппаратов.
2-й опыт — это применение необходимой перегрузки в соответствии с полетным поручением.
3-й опыт — это технологическая эксплуатация беспилотных авиационных систем. Тут имеется ввиду, что специалист может выполнять монтаж автономных участков, комплектацию диагностику и удаление неисправности устройства.
Следующий опыт — это познание способов воздушной транспортировки багажа.
Далее это управление в любых условиях, другими словами зрительную и в очках fpv. Мысленно, когда мы берем в руки радиоаппаратуру и видим впереди себя коптер, у нас есть возможность сделать в воздухе разные фигуры. Данный опыт весьма важен перед тем, как вы будете проверять независимый полет. Чтобы по мере надобности перейти на ручное управление вашим БПЛА.
Второй тип пилотирования это в очках. Полет от первого лица, когда специалист замечает то, что замечает камера коптера. К примеру, можно выполнять мониторинг при помощи fpv.
Следующий опыт — это регулировка всех систем.
Потом важно иметь опыт программирования независимого полета и систем управления.
Ну и заключительный опыт — это сбор и анализ информации о технических новинках и применение этих новостей. Это также весьма значительный опыт, поскольку он нужен всем экспертам. И не только лишь этого направления.
Что делают готовящиеся школ и дополнительного образования в сфере БПЛА? 1-ое, с чего начинают занятия — это сборка. Принципиально собрать все детали совместно и проверить трудоспособность полученной системы.
Также принципиальна регулировка полетного контроллера, где мы выбираем нужные характеристики, и градуируем датчики, входящие в перелетный контроллер. После того, как собрали и настроили коптер, подростки делают первый полет.
После того, как готовящиеся изучили опыт зрительного пилотирования, самое время переходить к программированию. Тут можно научиться отправлять дрон в независимую миссию, когда он будет парить по данным координатам и на поле узнавать какие-то метки.
После того как обучение дронам прошло, были освоены основные принципы комплектации, регулировка и программирования полета, подростки могут выбрать предстоящее собственное развитие. Это или активное участие в состязаниях, или активное участие в своих планах.
Какие есть состязания по дронам? Действительно их большое количество. Это Wordskills, олимпиада «Я — профессионал», олимпиада «Иннополис» по робототехнике, пир «От винта!» и прочие. Их соединяет то, что повсюду применяются коптеры.
И они применяются для применения в какой-то сфере, другими словами на стрельбище создаются условия для утилитарных задач, и участники пытаются их решать. Как правило это происходит на протяжении нескольких суток. Тут именно потребуются те инженерные познания, которые ребята получили.
Также доведем образцы реализации проектов школьников. Готовящиеся сделали проект по управлению коптером при помощи перчатки или при помощи позы. Тут применяется метод компьютерного зрения, разбирание и определение лица. Есть инженерные проекты. Заправочная станция для коптера, которая автоматом заряжает его аккумуляторы.
Есть модульные наборы для коптеров. При помощи них у нас есть возможность по модулям собрать и при помощи коннекторов объединить уникальный коптер. Такие наборы дают возможность узнать, как работает в целом дрон. Также при помощи этих комплектов можно делать полеты или программировать. Все про обучение бпла можно найти на сайте умейлетать.рф.
Из чего заключаются такие наборы. Прежде всего, это моторы. В дронах преимущественно используется бесколлекторные моторы. Особенности этого двигателя в том, что нужны особые электронные регуляторы витков. Они предназначены для того, чтобы выверять скорость вращения мотора.
Кроме этого, наиболее главная часть дрона — это перелетный контроллер. Он именно отвечает за ориентацию и за полет и вообще за всю систему. Кроме этого есть то, на чем в целом все держится — это станина. К примеру, может применяться карбоновая станина.
Также ее можно делать из пластика, алюминия или даже из дерева. В систему рамки выходит защита винтов. Весьма значительная часть — это аппаратура, которая включает в себя датчик с тарелкой, и передатчик. В роли передатчика применяется пульт.
Для того, чтобы в целом завести всю систему необходима некая энергия. Ее мы берем мы берем из электрического аккумулятора. Так вот, моторы, пропеллеры, станина, перелетный контроллер и аккумулятор – то, что надо для совершения полета.
В коптерах определены следующие элементы, необходимые для программиста — это лазерный дальномер, чтобы устанавливать отдаление до пола. Также платный ПК Raspberry с видеокамерой, которые нужны для того, чтобы производить навигацию, применяя технологии компьютерного зрения.