Вид от первого лица ( FPV ), также известный как вид от удаленного лица ( RPV ) или видеопилотирование — это метод, используемый для управления радиоуправляемым транспортным средством с точки зрения водителя или пилота. Чаще всего он используется для управления радиоуправляемым самолетом или другим типом беспилотного летательного аппарата (БПЛА), таким как военный дрон . Оператор получает вид от первого лица с бортовой камеры, которая передает видео на очки FPV или монитор. [1] [2] Более сложные установки включают в себя камеру с поворотным и наклонным шарниром, управляемую датчиком гироскопа в очках пилота, и с двумя бортовыми камерами, что обеспечивает настоящий стереоскопический вид.
Воздушный FPV — это тип дистанционного управления (RC) полетами, популярность которого возросла в последние годы. Он включает в себя установку небольшой видеокамеры и аналогового видеопередатчика на RC самолет и полет с помощью прямой видеосвязи, обычно отображаемой на видеоочках или портативном мониторе. FPV стал все более распространенным в конце 2000-х и начале 2010-х годов. В настоящее время это одно из самых быстрорастущих направлений деятельности, связанное с RC самолетами, и привело к появлению небольшой, но растущей отрасли, предлагающей продукцию, специально разработанную для использования FPV. FPV самолеты часто используются для аэрофотосъемки и видеосъемки, и многие видеоролики полетов FPV можно найти на популярных видеосайтах, таких как YouTube и Vimeo . Для этой цели многие пилоты FPV используют вторую, легкую бортовую видеокамеру высокой четкости в дополнение к своим видеоканалам стандартной четкости .
Фильм 2021 года «Красное уведомление» стал одним из первых голливудских художественных фильмов, в котором широко использовались полеты дронов FPV для кинематографии. [3]
Существует два основных компонента установки FPV: бортовой компонент и наземный компонент (обычно называемый наземной станцией). Базовая система FPV состоит из камеры и аналогового видеопередатчика на самолете с видеоприемником и дисплеем на земле. Более продвинутые установки обычно добавляют специализированное оборудование, включая экранные дисплеи с GPS- навигацией и полетными данными, системы стабилизации и устройства автопилота с возможностью «возврата домой», что позволяет самолету самостоятельно возвращаться в исходную точку в случае потери сигнала. Еще одной распространенной особенностью является добавление возможности панорамирования и наклона к камере, обеспечиваемой сервоприводами. Это, в сочетании с видеоочками и устройствами «отслеживания положения головы», создает по-настоящему захватывающий опыт от первого лица, как если бы пилот действительно сидел в кабине радиоуправляемого самолета. [4] Приемное оборудование, обычно называемое «наземной станцией», обычно состоит из аналогового видеоприемника (соответствующего частоте передатчика на борту самолета) и устройства просмотра. Более сложные наземные станции часто включают в себя средства для записи полученного изображения, а также более совершенные антенны для достижения большей дальности и четкости.
Любая модель самолета может быть модифицирована для FPV. Два наиболее распространенных варианта — самолеты с фиксированным крылом и мультикоптеры, хотя ранние последователи переделали модели вертолетов.
Самолеты с фиксированным крылом обычно среднего размера с достаточным пространством для полезной нагрузки для видеооборудования и большими крыльями, способными выдерживать дополнительный вес. Большинство из них имеют толкающий пропеллер, что позволяет получать изображение без пропеллера как на прямой видеотрансляции, так и на записи высокой четкости . Конструкции летающего крыла популярны для FPV, поскольку многие пилоты считают, что они обеспечивают наилучшее сочетание большой площади поверхности крыла, скорости, маневренности и способности к планированию.
Мультикоптеры , особенно квадрокоптеры , быстро набирают популярность как гибкие платформы для камер, которые могут снимать высококачественное видео, зависая и маневрируя в ограниченном пространстве. Этот рост популярности произошел в основном из-за новых технологий производства и снижения стоимости компонентов, что сделало эту сторону хобби FPV более доступной для более широкой аудитории. В последние годы гонки FPV Multirotor стали очень быстрорастущей отраслью хобби RC, наряду с более крупными квадрокоптерами, созданными для дальних полетов. [5]
Наиболее распространенные частоты, используемые для передачи видеосигнала RC:
900 МГц, 1,2 ГГц (только для владельцев лицензий на любительское радио), 2,4 ГГц и 5,8 ГГц. [4] Специализированные системы управления УВЧ дальнего действия работают на частоте 433 МГц ( только для владельцев лицензий на любительское радио — особенно с учетом того, что Швейцария имеет для них эксклюзивные распределения и вторичное использование в большей части Северной Америки ) [6] [7] или 869 МГц [4] и обычно используются для достижения большего диапазона управления, в то время как использование направленных антенн с высоким коэффициентом усиления увеличивает дальность видео. Сложные установки способны достигать дальности 20–30 миль и более, дополнительно с помощью дополнительных технологий, таких как шумоподавление. В дополнение к стандартным видеочастотам появились 1,3 ГГц и 2,3 ГГц, которые можно использовать без помех от диапазонов на более распространенных и используемых частотах, таких как 2,4 ГГц. [8] (1,3 и 2,3 ГГц предназначены только для лицензированных пользователей.)
900 МГц обеспечивает большую дальность и лучшее проникновение объектов вокруг деревьев, крупных растений и даже зданий. Однако эта более мощная частота обычно требует антенны большего размера, поэтому портативность является проблемой для некоторых установок. Во многих странах для работы на этой частоте требуется лицензия радиооператора, поэтому коммерциализация затруднена.
На другом конце спектра находится частота 5,8 ГГц, популярность которой растет в последние годы. Оборудование для этой частоты чрезвычайно дешево, не требует лицензии на использование (в рамках указанных выделенных диапазонов и выходной мощности), а антенны относительно малы, что обеспечивает лучшую портативность. Эта частота обеспечивает отличное качество видео в сочетании с очками FPV. Однако этот сигнал имеет плохое проникновение сигнала, особенно вокруг плотных объектов, таких как вода и бетон, поэтому его эффективный диапазон ограничен. [9]
Во время российского вторжения в Украину , беспилотники FPV, часто вооруженные взрывчаткой и используемые как дроны-смертники , использовались обеими сторонами конфликта. Первоначально их использовала в основном Украина, но позже и Россия. [10]
Способность самолетов FPV летать далеко за пределами видимости пилота и на значительных высотах над поверхностью вызвала некоторые опасения относительно безопасности, связанные с рисками столкновений с пилотируемыми самолетами или опасностью для людей и имущества на земле, в результате чего некоторые национальные авиационные власти стали регулировать или запрещать полеты FPV.
Несмотря на проблемы безопасности и несколько более высокий риск крушения или повреждения на значительном расстоянии от пилота из-за потери видео или технической проблемы, никогда не было зафиксировано ни одного случая аварии с участием беспилотного летательного аппарата, вызвавшего серьезную травму или повреждение имущества из-за управления FPV. Таким образом, безопасность использования летательных аппаратов FPV полностью зависит от мастерства пилота. Как и для всех пилотов беспилотных или удаленных летательных аппаратов, существует ряд мер безопасности и законов, которые можно использовать, например, избегать полетов над населенными пунктами или на больших высотах, где, вероятно, присутствуют пилотируемые летательные аппараты, и использовать автопилоты с возможностью «возврата домой», которые могут автоматически направлять летательный аппарат обратно в его исходное местоположение в случае потери сигнала. Такие меры предосторожности добавляют степень безопасности полетам FPV, сводя к минимуму риск потери летательного аппарата или повреждения имущества.
Соединенное Королевство требует, чтобы пилоты FPV летали с компетентным лицом, которое несет ответственность за наблюдение за траекторией полета самолета в целях предотвращения столкновений и обеспечения безопасности; CAA недавно согласилось, что это компетентное лицо не обязательно должно быть способным управлять самолетом, но должно быть надлежащим образом проинструктировано пилотом. Максимальная высота была увеличена до 1000 футов (300 метров) над уровнем земли для самолетов весом до 3,5 кг. [11] В Великобритании FPV UK является некоммерческой ассоциацией любителей радиоуправляемых моделей самолетов [ необходима ссылка ] . Они консультировали CAA по вопросам, касающимся полетов FPV и влияния регулирования. [12]
В Соединенных Штатах операции FPV и беспилотные летательные аппараты, как правило, могут подлежать регулированию со стороны следующих организаций:
Правовой статус FPV и моделей самолетов в целом в соответствии с федеральным авиационным законодательством в настоящее время неясен. В марте 2014 года в деле Huerta v. Pirker судья по административным делам Национального совета по безопасности на транспорте (NTSB) отклонил принудительное действие FAA против оператора моделей самолетов в соответствии с 14 CFR 91.13 (запрещающее небрежную и безрассудную эксплуатацию самолета), постановив, что модели самолетов юридически не классифицируются как «самолеты» и что они не подпадают под действие каких-либо действующих Федеральных авиационных правил (FARs). [13] Это решение было обжаловано в полном составе NTSB. 17 ноября 2014 года NTSB вынес постановление, отменяющее решение судьи по административным делам и постановившее, что модели самолетов юридически считаются «самолетами», по крайней мере, для целей 14 CFR 91.13, и вернул дело административному судье для определения того, представляли ли действия Рафаэля Пиркера безрассудную эксплуатацию. [14] Остается неясным, какие еще положения Федеральных авиационных правил применимы к моделям самолетов, но вполне вероятно, что каждое положение, применимое к «летательным аппаратам» в целом, потенциально будет применяться в соответствии с этим стандартом.
18 июня 2014 года Федеральное управление гражданской авиации (FAA) опубликовало уведомление о толковании Специального правила для моделей самолетов в разделе 336 Закона о модернизации и реформировании FAA, принятого Конгрессом в феврале 2012 года, который освобождает модели самолетов, соответствующие определенным критериям, от будущего нормотворчества FAA. [15] В этом документе FAA заявило о своей позиции, что модели самолетов, управляемые с использованием видеоочков FPV, не удовлетворяют определяющему требованию в разделе 336 о том, что модели самолетов должны «управляться в пределах прямой видимости лица, управляющего самолетом», и что «модели самолетов, которые не соответствуют этим установленным законом требованиям, тем не менее являются беспилотными летательными аппаратами и, как таковые, подпадают под действие всех существующих правил FAA, а также будущих правил, и FAA намерено применять свои правила к таким беспилотным летательным аппаратам». [15] В долгосрочной перспективе FAA разрабатывает правила для небольших беспилотных авиационных систем, которые могут или не могут повлиять на полет FPV.
В уведомлении о толковании далее говорилось, что даже модели самолетов, которые соответствуют освобождению от раздела 336, юридически считаются самолетами, и FAA имеет право предпринимать принудительные действия против операторов моделей самолетов, которые не соблюдают определенные положения Части 91 Федеральных авиационных правил, включая 14 CFR 91.113, который требует, чтобы «каждый человек, управляющий самолетом, сохранял бдительность, чтобы видеть и избегать другие самолеты». Поскольку FAA еще не пыталось обеспечить соблюдение этого правила против операторов беспилотных самолетов, в настоящее время неизвестно, применяется ли оно к моделям самолетов и какие действия необходимы для соблюдения. Однако FAA неоднократно заявляло, что не считает, что видеопилотируемые беспилотные самолеты способны «видеть и избегать» другие самолеты, как того требует это правило, подразумевая, что FAA рассматривает операции FPV как нарушение этого правила и, следовательно, подлежит потенциальным принудительным действиям.
Существуют дополнительные правовые последствия, связанные с использованием радиочастот для управления и контроля самолетов FPV. Лицензированным радиолюбителям прямо разрешено использовать любительские радиочастоты для телеуправления моделями самолетов. Однако Федеральная комиссия по связи запрещает использование любительских радиочастот для коммерческой деятельности (как правило, любой формы экономической выгоды или коммерческой деятельности). FCC еще не рассматривала вопрос о создании выделенных командных и контрольных частот для коммерческих беспилотных самолетов, и большинство гражданских беспилотных самолетов продолжают использовать любительские радиочастоты, даже когда они используются в коммерческих целях. Хотя до сих пор она не предпринимала никаких мер принудительного характера, связанных с использованием любительских радиочастот для коммерческих беспилотных самолетов, FCC имеет право взимать гражданские конфискации и штрафы в десятки тысяч долларов за нарушение своих правил.
Согласно указу Службы национальных парков от 2014 года, полеты моделей самолетов и других беспилотных летательных аппаратов запрещены на всех землях, находящихся в ведении Службы национальных парков, за некоторыми исключениями для уже существующих полей для моделей самолетов, которые были созданы до принятия этого правила. Поскольку Служба национальных парков не имеет юрисдикции над воздушным пространством, которое регулируется исключительно FAA, это правило применяется только к беспилотным летательным аппаратам, летающим с территории Службы национальных парков. Оно не применяется к полетам над территорией Службы национальных парков беспилотных летательных аппаратов, эксплуатируемых в других местах.
Существует множество государственных и местных законов и постановлений, касающихся моделей самолетов в целом и FPV в частности. Многие государственные и местные органы власти ограничивают или запрещают полеты моделей самолетов в местных парках. Некоторые государственные законы направлены на ограничение или запрет аэрофотосъемки с использованием беспилотных летательных аппаратов, хотя такие законы, скорее всего, будут признаны недействительными, если их оспорить в суде из-за федерального приоритета, поскольку FAA имеет исключительную регулирующую юрисдикцию над всеми самолетами и воздушным пространством от поверхности и выше.
Правила официального Кодекса безопасности Академии модельного воздухоплавания (AMA) (регулирующего полеты на полях, связанных с AMA) разрешают полеты FPV в соответствии с параметрами документа AMA № 550, который требует, чтобы самолет FPV находился в пределах прямой видимости, а наблюдатель постоянно поддерживал визуальный контакт с моделью. [ 16 ] Поскольку эти ограничения запрещают полеты за пределами видимости пилота (способность, которую многие считают наиболее привлекательным аспектом FPV), большинство любителей, летающих FPV, делают это за пределами регулярных санкционированных клубов радиоуправляемых моделей и летных полей этих клубов.
Канадский эквивалент AMA, MAAC , имеет схожие с AMA правила для пилотирования FPV.
В Австралии эксплуатация самолетов FPV регулируется законами и правилами, касающимися использования радиоспектра, соблюдение которых контролируется ACMA ( Австралийским управлением по коммуникациям и СМИ ), а также законами и правилами, касающимися использования воздушного пространства, соблюдение которых контролируется CASA ( Управлением по безопасности гражданской авиации ).
Вся беспилотная авиационная деятельность в Австралии регулируется CASR (Правилами безопасности гражданской авиации) Часть 101 [17] , которая включает разделы для БПЛА и моделей самолетов среди прочих операций. В настоящее время он пересматривается, и ожидаются новые правила, касающиеся конкретно БПЛА и моделей самолетов.
Любое дистанционно управляемое транспортное средство, способное нести небольшую камеру и видеопередатчик, может управляться с помощью FPV. Соответственно, системы FPV также широко используются на дистанционно управляемых автомобилях и других наземных моделях, хотя эффективный диапазон таких установок обычно будет намного меньше, чем у аналогичной воздушной системы из-за наземных препятствий, блокирующих радиосигнал.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка ){{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )