Камеры для FPV

Чем особенны курсовые FPV камеры?

На самом деле, в качестве курсовой видеокамеры можно использовать практически любую как аналоговую, так и цифровую камеру, имеющую подходящий видеовыход (включая и экшн камеры с выходом для fpv). Но, это будет неудобно или неэффективно. В этой статье мы попробуем рассказать чем замечательны курсовые камеры и как её оптимально подобрать.

Разновидности и характеристики курсовых FPV-камер

Основными критериями выбора той или иной курсовой камеры для пользователя стали размер, чувствительность, угол обзора и соотношение сторон картинки. Ниже мы разберём каждый из пунктов отдельно.

Размер

Современные курсовые видеокамеры разделяются на следующие типоразмеры в зависимости от ширины креплений. От типоразмера камеры зависит то, насколько сложно её установить в модель. А также несколько накладывает ограничения на возможности камеры.

• Стандарт - 28 мм. Используется в больших дронах, планерах и других радиоуправляемых моделях. Электроника защищена крепким корпусом из пластика или магния. Зачастую имеют наиболее широкий функционал и наивысшие характеристики.
• Мини - 21 мм. Та же оптическая система, что и в камерах типа "стандарт", только компоновка внутренней электроники в корпусе предполагает, что камера немного длиннее, чем её предшественница.
• Микро - 19 мм. Модели формата "микро" больше схожи с первыми в истории беспилотных аппаратов FPV-камерами. В отличие от предыдущих не имеют закрытого корпуса, что плохо сказывается на защите электроники при падениях. Однако являются наиболее выгодным вариантом для гонщиков из-за наименьшего веса из вышестоящих с сохранением функционала.
• Нано - менее 19 мм. Камеры этого типоразмера предназначены для сверхмалых и лёгких фпв мультикоптеров типа TinyWhoop и планеров с размахом крыла до 500мм, где вопрос веса стоит очень остро.

Матрица. CCD или CMOS?

В современных реалиях камеры с CMOS сенсорами уже сравнялись в качестве картинки с CCD. Однако стоит выделить некоторые аспекты, которые стоит принять во внимание при выборе той или иной камеры.

• У CMOS камер меньше задержка видеосигнала из-за методики опроса матрицы "на ходу", однако это накладывает своё ограничение, в виде небольшого "желе" картинки. CCD в этом плане немного лучше т.к.в них матрица обновляется полностью в один момент, а лишь потом данные замеров каждого пикселя передаются на обработку.
• CCD матрица менее шумная при плохом освещении.
• CMOS матрицы позволяют реализовать более высокое разрешение, однако плата за это - увеличение цифрового шума.
• CCD матрица потребляет больше энергии в сравнении с CMOS.
• СMOS имеет более натуральные цвета (однако вне зависимости от типа матрицы, каждый пилот настраивает изображение по своему предпочтению).
• CCD лучше управляет экспозицией, однако имеет более узкий динамический диапазон между чёрным и белым, нежели CMOS.

Однако оба типа матриц имеют столь незначительные различия в характеристиках между собой, что выбирать камеру опираясь исключительно на то, что в ней тот или иной сенсор просто не имеет смысла.

Объектив. FOV и размеры

На камеры типоразмера "Стандарт" и "Мини" устанавливаются более тяжелые объективы с резьбой М12. Однако это даёт преимущество в виде большего пропускания света, что при прочих равных помогает летать в менее освещённых местах и видеть более насыщенную картинку. Камеры позволяющие летать в ночное время используют только объективы М12. Модели типоразмера "Микро" и "Нано" используют объектив с резьбой М8, который в разы легче и компактнее, что в условиях гонок даёт неоспоримый плюс.

FOV или же "угол обзора", выбирать стоит следуя из своих предпочтений. Если фокусное расстояние меньше, то в кадр поместится больший участок и так легче летать на гонках и в тесных условиях. Однако увеличение угла обзора соразмерно увеличивает искажения картинки в виде "рыбьего глаза" и становится тяжело визуально оценивать расстояние до предмета, т.к.предметы по середине экрана будут казаться дальше чем в действительности, а предметы по краям наоборот - ближе.

Чувствительность сенсора

Чувствительность сенсора напрямую влияет на возможность видеть изображение в тёмное время суток или при полёте в помещении. Чем выше чувствительность тем лучше картинка при плохом освещении, однако камера со слишком высокой чувствительностью может не справиться при полётах в ясных условиях и слепнуть.

Видеовыход и стандарты изображения

В общем обзоре видеокамеры подразделяют вывод видеосигнала на аналоговый и цифровой. Цифровые экшнкамеры из-за особенностей алгоритмов обработки изображения имеют намного более высокую задержку от 0,5 до нескольких секунд. Что вполне допустимо при управлении камерой на подвесе обозревателем, но практически нереально для пилотирования в сложных условиях в виде малых высот, чувствительности пилотируемой модели к внешним условиям. Таким образом в качестве курсовых камер надёжно обосновались видеокамеры с аналоговым видеовыходом выдающие задержку около 20-30 миллисекунд.

В зависимости от видеостандарта задержку можно ещё уменьшить. Дело в том, что европейский стандарт PAL (который в том числе использует и Украина) даёт более чёткую и детальную картинку, но кадр прорисовывается с частотой 25 Гц (два полукадра с частотой 50 Гц), а американский NTSC - 30 Гц (два полукадра с частотой 60 Гц). В реальности это даёт средний выигрыш в скорости ещё в несколько миллисекунд и картинка кажется более плавной, чем при PAL. Современные комплекты курсовых FPV камер без проблем могут переключаться между этими двумя видеостандартами.

Касательно выбора 4:3 или 16:9 - тут дело в том, какой комплект фпв оборудования будет использовать пилот. Важно, чтоб соотношение сторон совпадало и на камере и на устройстве отображения, вне зависимости от того: шлем это, очки или дисплей. Если соотношение сторон не будет совпадать - возможны два варианта: или картинка будет отображаться с чёрными полосами и площадь экрана будет использоваться неэффективно, или изображение будет искажаться растягиваясь на площадь экрана.

Количество TVL

Количество TVL - это разрешающая способность аналоговой видеокамеры, измеряемая в телевизионных линиях. 700 TVL означает, что в кадре можно нарисовать поочередно по 350 чёрных и белых линий. Однако стоит учитывать что под соответствующее количество TVL нужно, чтобы такое качество могла передать и отобразить вся видеосистема, включающая весь канал радиосвязи и дисплей с соответствующим разрешением. В противном случае никакого прироста в качестве не увидеть.

Вторичные факторы и дополнительные функции

• Питание - в зависимости от допустимого диапазона напряжений питания, ряд камер можно питать прямо от аккумулятора.
• Встроенное OSD - полезная функция для планеров, позволяет вывести напряжение батареи, время полёта и имя пилота (авиамодели).
• WDR (Wide Dynamic Range) - технология, позволяющая улучшить картинку в экстремальных условиях освещения, например при каком-либо точечном ярком источнике освещения или при ясном небе, сохранить детальность более тёмных участков изображения.
• Встроенный видеорегистратор - возможность записывать изображение снимаемое курсовой камерой на SD-карту (как RunCam Split). Либо отдельная камера для экшн съёмок в том же корпусе, как например в RunCam Hybrid, работающая на рекордер независимо от курсовой.
• Встроенный видеопередатчик - прерогатива компактных AIO FPV-систем для микродронов и сверхлёгких планеров. Обладает посредственными характеристиками, но достаточно компактный, чтоб купить его вместо fpv комплекта состоящего из камеры и видеопередатчика.
• Встроенный микрофон - полезная вещь, при условии возможности услышать звук на модели. Позволяет услышать некорректную работу электроники, если например какой-либо двигатель начинает вести себя неправильно и посадить модель до наступления критических последствий.
• SmartAudio - возможность управления настройками камеры с помощью полётного контроллера. Позволяет удалённо по команде с пульта переключать заготовленные профили настроек под трассу или проводить тонкую настройку камеры с пульта, когда нет возможности к ней подключиться не разобрав половину авиамодели.

Выбор курсовой FPV камеры

Универсальная видеокамера для FPV полетов будет иметь средние характеристики для всех условий пилотирования моделей. И вариантов таких камер достаточно много. Однако если стоит задача выжать максимум в гонках или других экстремальных условиях пилотирования, стоит более придирчиво относиться к выбору камеры, нежели просто по цене. Ниже рассмотрим несколько типовых приоритетов для выбора камер fpv для различных условий полета.

Для FPV-планера или самолёта без полётного контроллера в ясную погоду, предпочтительна камера:

• С наличием WDR, D-WDR
• Со средними углами обзора (2,3-2,5 мм)
• Со средней чувствительностью: (0.01-0,1 Люкс)
• Со встроенным OSD
• Размера Стандарт или Мини

Для гоночного дрона лучше подойдут модели:

• С минимальной задержкой
• С низким весом
• С широкоугольным объективом
• С поддержкой SmartAudio
• Размера Мини или Микро

Для дрона-фристайлера или для съёмок в стиле "экшен" стоит обратить внимание на модели с:

• Минимальной задержкой
• Низким весом
• Поддержкой SmartAudio
• Встроенным видеорекордером
• Размера Мини или Микро

Для сумеречных полетов предпочтительнее будут модели с:

• С объективом М12 с углом обзора пошире и без ИК-фильтра
• С максимально высокой чувствительностью (0,001 Lx и меньше)
• Размера Стандарт

Маленькие хитрости

Клавиатура. Во многих моделях без SmartAudio для настройки подключается клавиатура или джойстик. В комплекте также есть удлинительный кабель, установив который можно вывести подключение клавиатуры в доступное место, что важно на первое время, пока настраиваете камеру под себя.

Питание. В камерах даже со встроенным регулятором напряжения при использовании общего с силовой установкой аккумулятора на всю FPV-систему рекомендуется ставить отдельный стабилизатор и дополнительный LC - фильтр для того, чтоб картинку не засыпало снегом при работе электродвигателей

Видеозапись. Для того, чтоб не устанавливать отдельно екшн камеру на модель, стоит обратить внимание на гибридные (hybrid fpv cam) камеры (если это например дрон для фристайла) или модели со встроенным видеорекордером.

Охлаждение. Все FPV-камеры греются и для их стабильной работы нежелательно их закрывать частями корпуса планера или чем либо другим. Будет хорошо, если камера будет хотя-бы с одной двух сторон корпуса обдуваться воздухом с моторов или набегающим потоком ветра.

Смартфон в роли дисплея (OTG-USB приёмник). Неплохой вариант для наблюдателя со стороны, но не для самого пилота. Задержки изображения будут соизмеримы с цифровыми видеосистемами, а потеря качества (в основном подобные приёмники сжимают картинку до 480 линий) ухудшит восприятие текстовой информации отображаемой на дисплее.

Где и как купить курсовую FPV камеру?

Сейчас при выборе курсовых камер лучше всего смотреть обзоры и записи съёмки различных камер и выбирать именно ту камеру, картинка с которой больше всего нравится. Не забывая учитывать, что кроме камеры на картинку влияет диапазон передачи видеосигнала, а также FPV-дисплей, который эту самую картинку показывает. Хорошие курсовые FPV камеры можно купить уже в Украине. Зачастую именитые производители камер сами указывают для каких условий лучше те или иные модели из их ассортимента. Однако если выбор все-равно затруднён или FPV система только планируется к покупке, то стоит обратиться в магазины специализирующиеся на моделизме, где исходя из требований пилота и бюджета помогут подобрать всё необходимое, а также помочь с первичной настройкой и тестированием.