что такое fpv камера

Курсовая FPV камера, что это и зачем она нужна, как выбрать

Что такое курсовая FPV камера? Зачем она нужна?

Курсовая FPV камера — это камера, которая расположена в носовой части дрона, она передает видео на видеопередатчик, а он на устройство приема видео — FPV-шлем, очки или LCD-дисплей.

FPV – First Person View, то есть вид от первого лица.

Один из первых вопросов у людей, которые заинтересовались квадрокоптерами — почему у дрона 2 камеры? Они, конечно же, имеют в виду HD экшен-камеру для съемки качественного видео полетов и FPV камеру, с помощью которой пилот видит глазами дрона. Если назначение HD экшен-камеры для новичков понятно, то FPV камера вызывает вопросы — зачем нужна эта маленькая камера? Почему бы просто не использовать GoPro?

Почему курсовая FPV камера, а не GoPro?

Ответ заключается в том, что FPV камера и экшен-камера выполняют разные роли и функции. Если экшен-камера предназначена для записи качественного видео, то FPV предназначена для передачи видео в реальном времени с минимальной задержкой. Курсовая FPV камера передает аналоговый сигнал PAL или NTSC в видеопередатчик, он отличается от цифрового тем, что практически не имеет задержки сигнала, все данные передаются и принимаются моментально. Это главная причина, почему используют аналоговые FPV камеры, а не цифровые экшен, у которых «цифра» имеет довольно большую задержку. Задержка у «цифры» происходит из-за передачи зашифрованного сигнала, который нужно будет еще расшифровать принимающему устройству.

В гонках и фристайле ключевую роль играет именно скорость реакции пилота, а скорость возможна при условии, что пилот будет получать видео в реальном времени практически без задержки. Цифровой сигнал обычно используется в съемочных квадрокоптерах, так как там задержка сигнала вполне допустима.

Сейчас популярность набирают и цифровые системы, производители научились снижать задержку до минимума, что позволяет использовать цифру даже в гонках.

Строение курсовой FPV камеры квадрокоптера

Как правило, fpv камера квадрокоптера — это маленькая камера в металлическом корпусе, обычно размером 2-2,5 см и весом в среднем 10 грамм.

Внутри все довольно просто. В строении таких камер находится сенсор изображения или, другими словами, матрица. Это небольшой электронный компонент, который размещен на печатной плате. Матрица совместно с платой преобразует подаваемый на нее свет из объектива в аналоговый сигнал, который передается по проводу видеопередатчику (VTX) дрона. Несмотря на то, что эти сенсоры используются уже несколько десятилетий, они по-прежнему остаются очень сложными устройствами, которые могут производить всего несколько компаний в мире.

В сфере FPV камер первое место уже давно удерживает матрица Sony Super HAD II CCD

Эта матрица изначально создавалась для рынка камер видеонаблюдения, и на сегодня это одна из самых дешевых сенсоров CCD, которые все еще выпускаются. С появлением смартфонов и цифровых камер, такие матрицы почти перестали использоваться, так как рынок завоевали цифровые CMOS-матрицы.

CCD-матрица лежит в основе каждой FPV камеры, например, Runcam swift 2.

CMOS и CCD, отличия

Все потребительские камеры оснащаются двумя типами матриц на выбор:

CCD-матрицы дороже в изготовлении, используют больше энергии для питания. Также у CCD следующие преимущества:

В данное время на рынке есть несколько хороших камер со CMOS-матрицей, например, Runcam Eagle. Мы тестировали камеру и обнаружили проблему со светочувствительностью, камера подстраивалась не очень быстро.

У CCD-матриц преимущества очевидны, поэтому новичкам советуем выбирать камеры именно с этой матрицей. Надеемся, что в ближайшие годы на рынке появятся CMOS-матрицы, которые будут лучше CCD.

На что нужно обратить внимание при выборе курсовой FPV камеры?

Наверное, для вас сейчас прозвучат странные слова, но FPV камеры покупаются не по качеству картинки, потому что все они одинаковые в этом плане. В первую очередь нужно обращать внимание на следующие факторы:

Форм-фактор

Форм-фактор — это типовой размер камеры в полном сборе. Камеры FPV бывают:

Курсовая FPV камера без корпуса называется «board camera», то есть бортовая камера. Раньше такие камеры были очень популярны, сейчас же они используются в основном на микродронах, так как нужна экономия места. Сейчас в стандартных мини-квадрокоптерах, гоночных используются камеры с корпусом, потому что место крепления рассчитано именно под такой вариант.

Также камеры без корпуса больше подвержены повреждениям.

С ко́рпусами все дошло до стандартизации, и на сегодня все обычные fpv камеры — одного размера. Точнее, есть два размера — мини и микро. Микро — легче и, соответственно, немного меньше, чем мини.

Какой выбрать форм-фактор? Это зависит от размеров и типа вашей рамы. Посмотрите, сколько места на раме в отсеке под камеру, и выбирайте подходящий форм-фактор.

Крепление

Камера к корпусу дрона может крепиться 2 способами:

Большинство камер на сегодня поставляется с кронштейнами, которые можно легко и просто прикрутить к раме дрона, так как там много отверстий. Приоритетным креплением считается кронштейн, потому что такое крепление становится более жестким и надежным, но занимает немного больше места в плане монтажа и в вашу раму может просто не влезть, так как там будут слегка выпирать винты.

С каким креплением брать камеру, зависит от вашей рамы, если позволяет место (везде указаны размеры), рекомендуем покупать камеру с кронштейнами. Хотя они и так идут в комплекте почти во всех камерах.

Наверняка вы задумывались над этой аббревиатурой около названий камер, например, Runcam Swift 2 1200TVL. Что она означает?

TVL означает «телевизионные линии» в прямом смысле, то есть скорость обновления изображения по линиям. Помните старые телевизоры с кинескопом? У некоторых они и сейчас есть. Ну так вот, кинескоп работает по такому принципу:

То есть картинка отрисовывается вот этими самыми TVL.

TVL также определяет, насколько детально будет отрисовываться изображение.

По факту же, в FPV камерах это гонка цифр от производителей.

И сейчас мы приведем ниже 2 факта об этом:

Первый факт:

Сейчас у многих продавцов заявлено 600, 800, 1200 TVL. Но вы их не увидите. Дело в том, что TVL соотносится с пикселями:

TVL	Пиксели	Мегапиксели
380	640х480	0,3
430	720х576	0,36
480	800х600	0,5
560	933х700	0,65
600	1024х756	0,75
800	1080х960	1,23
1000	1600х1200	1,92

А теперь вспомните, какое разрешение у вашего шлема или очков? Максимум 720Р, и то это дорогие FatShark. Что мы получаем в итоге? Даже если у вас камера 1200TVL, картинка по-прежнему будет сжиматься до 720Р и ничего не поменяется. Простыми словами, ваши очки все равно не смогут отобразить такое разрешение.

Второй факт:

Видео с видеопередатчика передается на частоте 5.8 ггц, это самая шумная и «грязная» частота, и мы можем гарантировать, что вместо 600TVL, которые заявлены производителем, вы максимум получите 400TVL. Дело в том, что аналоговый сигнал работает так, что тот уровень, который транслирует передатчик, не обязательно будет получен на том же уровне приемником. Цифровой сигнал работает наоборот — какой сигнал отправлен, такой и будет принят.

В общем, можете не смотреть на этот показатель, если будет выбор камеры с 600 или 700TVL и камеры с 1200TVL, смело выбирайте 600 или 700, потому что абсолютно нет смысла переплачивать и покупать камеру с 1200TVL. Не дайте себя обмануть маркетологам.

Надеемся, в ближайшем будущем цифра все же выйдет на уровень минимальной задержки, аналогичный CCD.

Пока на рынке не появятся очки или шлем с разрешением хотя бы 1080р, не стоит покупать камеру с TVL более 600-700. Цифры выше — маркетинг.

Коннекторы (разъемы)

То, с какой стороны расположены коннекторы на камере — важный момент, на который тоже стоит обращать внимание, особенно если у вас оригинальная рама. Бывают рамы, которым нужна камера, например, только с верхним расположением разъемов.

Еще один момент, на который нужно обращать внимание: вместе с камерой обычно идет специальный джойстик для настройки камеры (яркость, контрастность и так далее), и насколько легко вы сможете подключать его к камере, будет зависеть от расположения и типа коннектора. Так, в камерах Runcam всегда 2 разъема — один для видео и питания, а второй рядом, для подключения джойстика для настройки через OSD камеры. С камерами Foxeer это дело обстоит хуже.

Выбирайте такое расположение разъемов, чтобы у вас не было проблем с подключением камеры после монтажа в выбранной раме.

Объектив и линза

Для стандартных мини- и микроквадрокоптеров всегда используются FPV камеры с линзой 1/3 дюйма. Эти линзы универсальные и могут подойти к любой подобной камере, что делает ее ремонтопригодной.

Некоторые производители стараются делать свои линзы с бОльшим углом обзора или же наоборот, с меньшим углом обзора.

Угол обзора — это пространство, которое вы сможете увидеть с помощью камеры.

Широкоугольные (с большим углом обзора) линзы не всегда хороши. Дело в том, что в таких линзах ухудшается восприятие глубины пространства, вы можете не понять, насколько близко к вам объект, а для гоночных дронов это критично.

Насчет линз рекомендаций нет, все зависит от ваших предпочтений и восприятия окружающей среды.

ИК-фильтр

В некоторых камерах есть ИК-фильтр, он может быть как заблокированный, так и разблокированный, в описании это указывается следующим образом:

Линза без блокирующего ИК-фильтра (IR unblocked) передает картинку с тусклыми цветами и предназначена для полетов ночью и в сумерки.

Линза с нанесенным ИК-фильтром (IR blocked) передает цвета естественно и не предназначена для полетов ночью. С такой линзой картинка при солнечном свете будет очень яркой и насыщенной, но ночью ничего видно не будет.

Новичкам рекомендуем покупать камеру с ИК-фильтром (IR blocked), если вы еще даже не умеете летать.

Некоторые производители начали экспериментировать с OSD в FPV камерах. Что представляет из себя OSD в камере? Это информация о текущем напряжении аккумулятора и таймер полета. Обычно все функции на этом и заканчиваются. Не путайте это OSD с обычным экранным меню, которое называется аналогично, но на самом деле это не что иное, как настройки камеры: резкость, яркость и так далее. Наш совет — смотреть в сторону полетных контроллеров со встроенным OSD, так как там точно будет масса функций и информации, которую можно будет вывести на экран очков или шлема, ну или докупить minimOSD. Сейчас все больше производителей встраивают OSD в свои полетные контроллеры.

Встроенное в камеру OSD будет плюсом, но весьма скудным. Как правило, функция ограничивается датчиком напряжения аккумулятора и таймером. Присматривайтесь в сторону OSD, встроенного в полетный контроллер, а не в камеру.

Стоимость разная и часто не маленькая. Цены начинаются от 800 рублей за простенькую камеру, доходя в среднем до 1200-1600 рублей. Для гоночных дронов обычно не требуется дорогущая камера с качественной цветопередачей, потому что сигнал все равно будет аналоговый, а не цифровой, и вся красота будет перебиваться помехами (без них никуда) и рябью. Помех будет не много, но все же.

Соотношение сторон

Если вы купили камеру с матрицей Sony CCD Super HAD II, то у нее будет только одно соотношение сторон, 4:3. Если вы купили камеру с матрицей CMOS, то у такой можно выставлять соотношение сторон 16:9, то есть широкоформатный вариант. Чем он хорош? Большим углом обзора. Например, с широким форматом 16:9 умеют работать очки FatShark Dominator v3.

Большинство камер умеет отображать видео и в 4:3, и в 16:9, но некоторые просто обрезают верхнюю и нижнюю кромки 4:3, будьте внимательны при выборе. А в каком соотношении летать — дело вкуса и привычки. Большинство пилотов летает в 4:3.

Видеоформат

Для аналоговых камер есть 2 типа видеоформата:

Вы наверняка уже знаете об этих форматах. В Европе и СНГ устоялся формат PAL, а NTSC используется в Северной Америке.

PAL выдает 25 кадров в секунду и разрешение 720 × 576, а NTSC 30 кадров в секунду и разрешение 720 × 480 пикселей.

Какой формат использовать — дело каждого.

Сравнение изображения с курсовых FPV камер

Ниже вы можете посмотреть и сравнить качество видео с нескольких современных и популярных FPV курсовых камер.

Foxeer arrov v2

Foxeer hs 1177

Foxeer night wolf — камера для ночных полетов

Runcam eagle 2

Runcam swift 2

Runcam swift 3

Как видите, примерно у всех одинаковая картинка. Новичок сейчас может ужаснуться и подумать — 2018 год и такая некачественная картинка!? Да, именно такая. Зато все РЕАЛЬНО, в реальном времени, задержку вы даже не заметите, поэтому приходится жертвовать качеством, такова физика аналогового видео.

Выводы

Надеемся, вам помогла эта статья, так как мы постарались максимально раскрыть тему. Опирайтесь на знания, полученные отсюда, и выбирайте себе камеру — вы не ошибетесь! Главное — точно поймите, какой дрон вы хотите собрать и как хотите летать. Если будут вопросы, задавайте их в комментариях.

Источник

Какую FPV камеру выбрать

Давайте разберемся, какие камеры бывают и под что они подходят лучше всего.

Матрица FPV камеры

CMOS

На заре становления FPV оборудования, CMOS матрицы очень сильно проигрывали CCD. Они сильно «выцветали» и теряли яркость передаваемого изображения, когда в кадр попадал сильно освещенный объект или Солнце.

Сейчас это успешно побороли на уровне обработки изображения с матрицы перед передачей картинки с камеры, но у этой матрицы остались другие проблемы.

Так как съем изображения ведется линиями, то камеры с CMOS матрицей подвержены эффекту «желе» при вибрациях.

Скорость передачи данных ниже чем у CCD, это актуально для увлекающихся Drone Racer, когда разница в задержке в 0.005 сек может иметь значение.

Картинка при малой освещенности будет иметь меньшую видимость.

Однако CMOS быстро развиваются и сейчас по качеству картинки при дневном освещении эти матрицы перегнали CCD!

Преимущества CMOS камер

Кстати, наследием долгого преимущества CCD камер стало то, что иной раз даже на хороших CMOS камерах пишут CCD!

CCD резко вырвались вперед, но потом их развитие замедлелось, на фотоаппаратах и камкодерах уже давно лидируют CMOS, FPV камеры тоже обгоняют эту технологию.

К сожалению сейчас эти матрицы не имеют широкого развития и в ближайшее время могут сильно отстать.

Преимущества CDD камер

Что выбрать CMOS или CCD

Обязательно перед окончательным выбором посмотрите ролики на ютубе с записями с курсовых камер. Выбирайте с одинаковым качеством и смотрите по 10-20 роликов на каждую камеру. Так вы сможете наглядно сравнить качество видео с курсовой камеры после публикации.

Формат вывода видео PAL или NTSC

PAL имеет стандарт 720 x 576 @ 25 кадров в секунду.
NTSC передает видео в формате 720 x 480 @ 30 кадров в секунду.

Как и все остальные параметры, тут все неоднозначно.

Большее число телевизионных линий дают лучшую картинку, само число, это количество черных и белых линий, которые могут быть отображены на картинке горизонтально. Камера 600TVL может отобразить 300 черных и 300 белых линий поочередно, в одном кадре.

Однако, стандарт 5.8 ГГц (да и 900 и 1200 МегаГерц тоже) ограниченны потоком данных который может передать не более 900 TVL. Если учесть еще преобразование в формат вывода PAL или NTSC, то становится ясно, что практического смысла брать камеру с TVL больше 1000 просто нет!

Да, видео камеры 300 TVL сильно отличаются от 600, а 600 отличаются от 1000 при включенных внутренних фильтрах (например WDR), а вот различить 900 и 1200 TVL на FPV мониторе или видеошлеме уже не получится.

Однако, камеры ориентированные на ночные полеты не всегда хорошо отображают цвета в дневное время на ярком Солнце.

Кстати, в безлунную ночь, вдали от фонарей даже ночная камера не сможет нормально отобразить картинку, тут надо ставить мощную подсветку.

Для таких ИК чувствительных камер можно ставить подсветку на ИК светодиодах. Это позволит дрону летать невидимым и не ослеплять объект ночной съемки, но, при этом хорошо передавать видео через FPV камеру.

На скорость обработки практически не влияет. Опция полезна, особенно для вывода информации о напряжении на полетном аккумуляторе.

Однако, сейчас все больше полетных контроллеров имеют встроенный полноценный OSD который позволяет выводить кроме напряжения еще кучу нужных параметров.

Физические размеры камеры

Если основное назначение дрона полеты и съемка видео, то имеет смысл использовать экшен камеру с TV-Out для записи и одновременной передачи видео с камеры на видеопередатчик. При этом видеосигнал можно завести через полетный контроллер для вывода OSD информации.

Как выбрать FPV камеру

Затем, ориентируясь на критерии указанные выше в статье подбираем 2-3 камеры из имеющихся в продаже. Переходим на ютуб вбиваем название камеры и выбираем ролики которые произвели впечатление и оставляем их открытыми. Затем повторяем это для других подобранных камер.

Остается только сравнить видео между собой и конкретизировать свой выбор.

Выбираем так же 2-3 оптимальные для выбранных задач курсовые камеры и ищем для них дополнительные видео с обзорами и тестами. Далее остается только конкретизировать свой выбор на одной из подобранных и найти ее в продаже в интернет магазинах.