Sistema FPV

Tipos de Sistemas FPV

FPV, ou visão em primeira pessoa, é um método de voar remotamente um drone ou outro veículo eletrônico que usa uma câmera para transmitir uma visão de alimentação ao vivo que o operador controla com uma estação terrestre. Os sistemas FPV são comumente usados para corridas ou voos de drones para hobby, onde o operador deseja ter uma visão direta do drone para navegar ou pilotar o drone. Vários tipos de sistemas FPV estão disponíveis para consumidores. Cada um possui recursos e especificações exclusivos que o tornam adequado para aplicações e casos de uso específicos.

• Sistema de Corrida FPV

  O sistema de corrida FPV é projetado para corridas FPV de alta velocidade. Normalmente vem com um sistema de câmera de alta definição que pode transmitir vídeo de alta qualidade em tempo real para o piloto. A câmera geralmente é colocada no nariz do drone para fornecer uma visão clara e desobstruída do caminho à frente. O sistema de corrida também vem com uma antena de alto ganho que pode aumentar o alcance e a qualidade da transmissão de vídeo. Além disso, os sistemas de corrida FPV possuem motores sem escova de alta velocidade para atingir velocidades rápidas e manobras ágeis para corrida. Eles são tipicamente construídos em quadros leves para aumentar a velocidade de voo e reduzir o arrasto.

• Sistema de Cinematografia FPV

  O Sistema de Cinematografia FPV é usado para capturar filmagens cinematográficas de um drone ou câmera. Normalmente possui uma câmera de alta resolução montada em um gimbal de três eixos para estabilizar a câmera para filmagens suaves e cinematográficas. Os sistemas de cinematografia FPV também têm tempos de voo e alcance mais longos para capturar filmagens de distâncias mais longas. Além disso, o sistema de transmissão de vídeo tem uma latência menor para garantir que o piloto possa ver a alimentação ao vivo para habilidades de pilotagem precisas. O quadro também é projetado para carregar o peso adicional do sistema de câmera, ao mesmo tempo em que é aerodinâmico para um voo estável.

• Sistema de Inspeção FPV

  O Sistema de Inspeção FPV é projetado para aplicações de inspeção industrial. Normalmente possui uma câmera de alta resolução que pode capturar imagens detalhadas da área que está sendo inspecionada, como linhas de energia, turbinas eólicas e pontes. A câmera geralmente é montada em um gimbal multi-eixo para permitir uma inspeção precisa da área. Os sistemas de inspeção FPV também têm tempos de voo e alcance mais longos para cobrir áreas maiores. Além disso, o sistema de transmissão de vídeo pode ter uma resolução mais alta para garantir que as imagens que estão sendo inspecionadas sejam de boa qualidade para uma inspeção precisa.

• Sistema FPV Analógico

  Os sistemas FPV analógicos geralmente usam transmissores e câmeras de vídeo de baixo custo para fornecer uma visão em primeira pessoa que pode ser de qualidade inferior para corrida ou voos de drones para hobby. Esses sistemas são mais acessíveis para usuários iniciantes em FPV. O custo desses sistemas geralmente é menor.

• Sistema FPV Digital

  Os sistemas FPV digitais fornecem qualidade e latência mais altas para usuários que preferem melhor qualidade de vídeo para corrida ou drones. Eles são mais caros do que os sistemas FPV analógicos, mas oferecem uma experiência superior.

Funções e Recursos

• Alcance Máximo e Latência:

  Para garantir uma experiência FPV suave e confiável, o sistema FPV é feito para equilibrar o alcance máximo e a latência, que é o tempo que leva para o vídeo ser transmitido. Isso é importante para aplicações como corrida de drones ou voos de freestyle onde a capacidade de resposta é crítica. O sistema se esforça para minimizar o atraso, maximizando a capacidade de resposta e o alcance.

• Qualidade da Imagem e Alcance:

  A qualidade da imagem fornecida por um sistema FPV deve, no mínimo, ser nítida e clara. O alcance se refere à distância que a transmissão pode cobrir sem perder a qualidade da imagem. O sistema deve garantir que o usuário não precisa se preocupar em perder o controle sobre o drone/veículo devido à baixa qualidade da imagem ou à perda da visualização da alimentação de vídeo. Os contratados devem começar com uma qualidade de imagem de referência que seja clara e decidir até onde o sistema pode ir sem comprometer essa qualidade. A partir daqui, eles devem analisar os componentes e o design para garantir que essa linha de base seja atingida, maximizando o alcance. As compensações entre a qualidade da imagem, a latência e outros fatores que afetam o alcance também devem ser avaliadas em relação à linha de base definida. O conjunto de fatores deve, no final, garantir uma experiência FPV suave e previsível para o usuário. Não é de admirar que um dos modelos de sistema FPV mais procurados seja imersivo e competitivo.

• Modulação e Frequência:

  O sistema FPV emprega uma técnica específica de transmissão de vídeo chamada modulação. Isso se refere à forma como o sinal de vídeo é codificado para transmissão sem fio. A modulação também se refere ao processo pelo qual a onda portadora é variada em propriedades (profundidade, frequência, amplitude) para transmitir informações (modular). O sistema deve decidir sobre uma série de fatores, incluindo qual esquema de modulação usar, a frequência ou largura de banda da transmissão e como ajustar às mudanças no ambiente de RF. O ambiente de RF se refere ao ambiente de radiofrequência, onde as ondas de rádio existem e a transmissão pode ocorrer. Isso é conhecido como ambiente de radiofrequência, que é onde as ondas de rádio afetam o alcance e a confiabilidade. Escolher o esquema de modulação e a frequência certos para um sistema FPV pode ajudar a garantir uma transmissão de vídeo clara, de baixa latência, por um longo alcance.

• Canais e Largura de Banda:

  Em um sistema FPV, vídeo e outros sinais devem ser transmitidos, o que significa que os canais pelos quais essas informações passam e a largura de banda, que é a capacidade de dados desses canais, devem ser configurados corretamente.

• Resistência à Interferência:

  As contrapartes devem ser capazes de funcionar em face de interferência, que é a degradação do desempenho esperado de um sistema, para sinais FPV de outras fontes de RF. Isso inclui garantir que o sistema FPV possa resistir à dessensitização, que é a redução da sensibilidade a algo; neste caso, para receber um sinal. Também inclui garantir que o sistema seja capaz de evitar a propagação multipath, que é o fenômeno nas comunicações de rádio em que um sinal chega a uma antena receptora por dois ou mais caminhos, e garantir que o sistema encontre uma solução sólida de filtro espacial.

• Resolução de Vídeo e Taxa de Quadros:

  O sistema FPV deve atingir uma certa resolução de vídeo e taxa de quadros. A resolução de vídeo é o detalhe ou clareza do vídeo e a taxa de quadros é a suavidade do vídeo. Juntas, elas determinam a qualidade da alimentação de vídeo. O sistema deve equilibrar a resolução de vídeo e a taxa de quadros com a latência. A latência é o tempo que leva para o sinal de vídeo ser processado e transmitido e é essencial para certas aplicações, como corrida de drones. Isso é especialmente importante em aplicações onde a capacidade de resposta é crítica, como corrida de drones. Em última análise, a resolução de vídeo e a taxa de quadros devem ser configuradas cuidadosamente para garantir um equilíbrio com a latência, de modo que o desempenho não seja comprometido.

Usos do Sistema FPV

Aplicações industriais de sistemas FPV;

• Agricultura: Os agricultores estão usando sistemas FPV de drones para inspecionar plantações, monitorar a saúde das plantas e até mesmo pulverizar pesticidas ou fertilizantes com maior precisão e eficiência. Os sistemas FPV de drones podem cobrir grandes áreas de terras agrícolas rapidamente e fornecer dados detalhados para ajudar os agricultores a tomar decisões melhores sobre o manejo das plantações. Alguns agricultores também usam sistemas FPV de drones para detectar pragas ou doenças precocemente e tomar medidas corretivas antes que causem danos significativos.
• Mineração: As empresas de mineração estão usando sistemas FPV de drones para inspecionar equipamentos, monitorar pilhas e inspecionar poços ou depósitos com maior segurança e precisão. Os sistemas FPV de drones podem alcançar áreas de difícil acesso das minas e fornecer imagens ou vídeos em tempo real para ajudar os operadores a identificar problemas e tomar medidas corretivas. Os sistemas FPV de drones também podem medir o volume de pilhas ou montes e acompanhar o progresso das operações de mineração.
• Construção: Os construtores estão usando o sistema FPV para drones para obter vistas aéreas dos canteiros de obras, acompanhar o progresso e verificar se há erros ou problemas que precisam ser corrigidos. O drone pode ir baixo e perto do local para mostrar vistas detalhadas que ajudam todos a entender o que está acontecendo. Essas informações em tempo real do drone podem tornar os projetos de construção mais seguros e eficientes, permitindo que decisões rápidas sejam tomadas com base no que é visto nas filmagens. Permite que os responsáveis ​​monitorem tudo de perto enquanto os trabalhadores realizam suas tarefas no solo.
• Energia: Os sistemas FPV podem ser usados para inspecionar linhas de energia, turbinas eólicas, painéis solares e outras infraestruturas críticas no setor de energia. Alguns serviços de inspeção de dutos usam drones FPV para monitorar a saúde de dutos e detectar vazamentos ou outros problemas.
• Corrida FPV: Existem muitas, muitas ligas e eventos de corrida FPV que podem ser ingressados ​​e competidos por prêmios em dinheiro. Algumas das maiores ligas de corrida são globais e têm patrocínios de milhões de dólares. Ingressar em uma dessas ligas de corrida FPV é uma ótima maneira de começar no mundo da corrida FPV e conhecer outros pilotos FPV com ideias semelhantes.

Sistemas FPV em Entretenimento;

• Cinematografia: Os sistemas FPV são usados para filmar conteúdo para filmes, videoclipes, etc. O FPV oferece uma perspectiva de visão em primeira pessoa que destaca cenas para o espectador.
• Eventos ao Vivo: Os sistemas aéreos/de câmera podem ser usados para transmitir/transmitir shows ao vivo, concertos, etc., de diferentes ângulos/pontos de vista que tornam o assistir mais imersivo.

Sistemas FPV para inspeção e vigilância;

• Inspeção de Infraestrutura: Os sistemas FPV podem ser usados para inspecionar pontes, edifícios, torres, linhas de energia e outras estruturas críticas. Equipados com câmeras, os operadores podem voar drones perto para examiná-los com segurança.
• Segurança Perimetral: Os sistemas FPV podem ser usados para patrulhar áreas grandes e fechadas, como bases militares, armazéns, refinarias de petróleo e outros locais sensíveis. Os drones podem observar os limites e detectar intrusões ou atividades suspeitas.
• Resposta a Desastres: Os sistemas FPV podem ajudar em missões de busca e salvamento, avaliação de danos, situações de materiais perigosos, etc. - fornecendo consciência situacional aos socorristas em cenários críticos.

Como Escolher um Sistema FPV

Os sistemas FPV não são uma solução universal. Esses fatores devem ser ponderados em relação aos requisitos do sistema e às necessidades pessoais.

• Orçamento: O orçamento é sempre a primeira coisa a considerar ao comprar qualquer coisa. Os sistemas FPV podem custar centenas, até milhares, de dólares. É fácil se perder em um mar de gadgets e acessórios caros. No entanto, muitas opções econômicas oferecem qualidade e desempenho decentes.
• Nível de Experiência: O nível de experiência desempenha um papel crucial no tipo de equipamento FPV adquirido. Os iniciantes precisam de parafernália mais simples e fácil de usar, enquanto os especialistas e profissionais procuram ferramentas com recursos avançados e opções de personalização.
• Aplicações: A aplicação ou caso de uso deve ser considerado ao selecionar um sistema FPV. Diferentes aplicações exigem diferentes especificações. Combos de câmera e fone de ouvido funcionam bem para corrida e hobby. Videografistas profissionais podem precisar de sistemas FPV presos para videografia aérea. Quanto ao pessoal de segurança, eles podem preferir sistemas de drones de vigilância fixos.
• Alcance: O alcance define os limites do sistema FPV, a partir do qual se pode estimar o alcance necessário. Esses aspectos são influenciados pelas condições ambientais (obstáculos como árvores, colinas, edifícios, etc.), faixa de frequência (2,4 GHz e 5,8 GHz têm alcance menor em comparação com 900 MHz; 1,2 GHz fornece o alcance mais longo) e potência de transmissão (potência mais alta se traduz em alcance mais longo).
• Resolução: A resolução tem dois componentes - a resolução da câmera e a resolução do receptor/tela. A primeira influencia a clareza e o detalhe da imagem capturada, enquanto a segunda afeta as visualizações através dos óculos ou monitor. Geralmente, escolha uma resolução mais alta para obter melhor qualidade de imagem.
• Latência: Latência é o tempo que leva para o sinal viajar da fonte para o receptor. Baixa latência garante que haja um atraso mínimo entre o que está sendo visto e o que está realmente acontecendo em tempo real. Por exemplo, em corrida; alta latência pode causar perda ou ganho da pista, daí a necessidade de baixa latência.
• Durabilidade: Quando se trata de equipamentos, a durabilidade é fundamental. Fatores como qualidade de construção, resistência às intempéries e vida útil da bateria devem ser considerados antes de fazer uma compra.
• Compatibilidade: A compatibilidade garante que todos os componentes do sistema FPV funcionem em conjunto de forma perfeita. Para colocar isso em termos leigos, certifique-se de que as frequências que estão sendo transmitidas e recebidas são compatíveis entre si.

P&R

P1: Quanto tempo os sistemas FPV analógicos geralmente duram?

R1: Os sistemas podem durar muitos anos com os cuidados adequados. No entanto, componentes individuais, como antenas e câmeras, podem precisar ser substituídos após alguns anos devido ao desgaste normal.

P2: Qual é o alcance normal para sistemas FPV analógicos?

R2: Os sistemas FPV analógicos têm um alcance típico de 1-5 km, dependendo da potência do transmissor e do ambiente. Instâncias de alcance inferior exigem operação em linha de visão para segurança.

P3: Posso usar meus óculos FPV com uma câmera ou monitor diferente?

R3: Sim, os óculos FPV são compatíveis com várias câmeras e monitores, desde que compartilhem o mesmo padrão de transmissor de frequência de vídeo (VTX).

P4: Os sistemas FPV analógicos podem ser usados à noite?

R4: Voar à noite é possível, mas requer iluminação adicional no drone para visibilidade. Câmeras de visão noturna também podem ser adicionadas ao sistema FPV analógico para facilitar a navegação.