Варианты работы с БПЛА: разбираем на практике

Почему школам важно обратить внимание на обучение работе с БПЛА

Нововведение включает теоретические занятия и практические модули, которые позволят школьникам осваивать основы конструкции и программирования беспилотных летательных аппаратов (БПЛА).

Эксперты отмечают, что такое обучение не только способствует повышению квалификации, но и стимулирует интерес молодежи к инженерным специальностям.

Что такое дроны и какими они бывают

Дроны — это беспилотные летательные аппараты. Они бывают разных видов: многороторные, как самолеты, как вертолеты и гибридные.

Многороторные дроны имеют несколько винтов, благодаря чему они могут подниматься и опускаться вертикально. Они отлично подходят для фото и видео с высоты, но быстро садятся из-за множества моторов. Дроны самолетного типа имеют длинные крылья и нуждаются в взлетной полосе или катапульте, зато летают на большие расстояния и дольше держатся в воздухе. Вертолетные дроны с одним большим винтом могут нести тяжелые грузы. Гибридные модели сочетают преимущества разных типов: они могут взлетать и садиться вертикально и при этом летать долго.

Корпус дронов делают из крепких материалов, но бывают и более легкие варианты из картона или пенопласта. Внутри установлены процессор, радиопередатчик и другая электроника. Дроны летают с помощью пропеллеров и моторов, а их работу поддерживают аккумуляторы. Снаружи беспилотники оборудованы камерами, а иногда и тепловизорами или другими датчиками для сбора данных.

Вариант симулятора БПЛА: «Квадросим»

Чтобы подготовить учебные заведения к внедрению программ по работе с беспилотниками, разработан образовательный симулятор «КВАДРОСИМ». Этот инструмент полностью соответствует требованиям Министерства Просвещения РФ и предназначен для обучения управлению дронами в виртуальной среде.

Симулятор предлагает множество функций:

• реалистичная физика: точное воспроизведение физических свойств полета дронов.
• выбор моделей: разные виртуальные дроны для тренировок, каждый с уникальными характеристиками.
• безопасность: обучение в виртуальной среде уменьшает риски при реальных полетах.
• погодные условия и время суток: возможность тренироваться в разных условиях, что влияет на управление и расход энергии.
• настройка груза и параметров дронов: адаптация под разные задачи и условия полета.
• кастомизация пультов: настройка управления под разные типы пультов.

Симулятор также предлагает пользователю различные режимы

• Дрон-рейсинг: трассы разной сложности для FPV-дронов, с измерением времени прохождения.
• Доставка груза: тренировка логистических операций с БПЛА.

БПЛА в VR: тренажер «Оператор БПЛА мультироторного типа» PL-DRONE

Тренажер «Оператор БПЛА мультироторного типа» PL-DRONE — это профессиональный учебный комплекс, созданный для подготовки операторов мультироторных дронов. Он позволяет в реальном времени моделировать полеты дронов, осваивать их функции и пробовать разные сценарии использования: от фото- и видеосъемки до поиска пострадавших и работы с FLIR камерами.

Функции тренажера включают:

• имитацию управления дроном с помощью пульта;
• возможность выбора окружений под свои цели: поле, городская среда, лесополоса, закрытый для полётов объект, спортивная трасса и т.д.;
• задания мониторинга нефтяных объектов, а также поиск и слежение за объектами с помощью FLIR камеры;
• воспроизведение в VR режиме с имитацией управления от первого лица или в FPV;
• управление камерой летательного аппарата, а также ее реалистичная стабилизация;
• возможность настройки разнообразных режимов осей управления, ознакомление с правилами запуска каждого аппарата;
• поддержку более десяти моделей дронов, каждая из которых точно воспроизводит физические характеристики реальных аппаратов.

Тренажер доступен в четырех комплектациях: от базовой до максимальной, что позволяет выбрать оптимальный вариант в зависимости от требований и бюджета образовательного учреждения или компании.

Примеры заданий для обучения работе с БПЛА

Создание плана полета БПЛА

Учащиеся разрабатывают план полета для заданной миссии, например, мониторинга природной зоны. Это включает в себя анализ карты местности, определение оптимальных маршрутов полета, точек взлета и посадки. Задача также включает расчет предполагаемого времени полета и потребления энергии в зависимости от модели БПЛА и условий полета (погода, время суток). Ученики должны учесть возможные препятствия и ограничения, такие как зоны с ограниченным полетом и требования к безопасности.

Моделирование условий полета

Используя классный симулятор БПЛА, студенты проводят серию тренировочных полетов в различных погодных условиях. Они настраивают симулятор, выбирая разные погодные условия и время суток, и анализируют, как эти условия влияют на управление, стабильность полета и энергопотребление БПЛА. Целью является разработка стратегий для адаптации к изменяющимся условиям и оптимизации полетных планов для повышения эффективности миссий.

Программирование автоматических полетных маршрутов

Учащиеся используют программное обеспечение для планирования полета, чтобы создать автоматические маршруты для БПЛА. Задание включает в себя задачи по программированию точек взлета, посадки и путевых точек маршрута. Ученики должны также настроить параметры для выполнения конкретных задач во время полета, таких как фотографирование или видеосъемка в определенных точках.

Создание кастомизированных функций управления БПЛА

Ученики разрабатывают пользовательские функции управления для БПЛА, используя языки программирования, поддерживаемые их платформами. Это может включать создание уникальных режимов полета, автоматизированные реакции на специфические условия полета или интеграцию с внешними устройствами и приложениями.

Программирование задач по обработке данных с БПЛА

Задание заключается в программировании процессов анализа и обработки данных, полученных с БПЛА, таких как видео, фотографии или телеметрические данные. Учащиеся могут использовать программное обеспечение для обработки изображений для выделения интересующих объектов, проведения анализа ландшафтов или даже для машинного обучения для классификации и распознавания объектов на изображениях.