Kako funkcioniraju dronovi i zahvaljujući kojim karakteristikama mogu uspješno letjeti zrakom? Koje se sve napredne tehnologije nalaze u dronovima i kako se dron orijentira u prostoru? Koje sve sigurnosne sustave imaju dronovi i koliko su zapravo sigurni za letenje i upravljanje?
Dronovi su postali važan dio svakodnevice mnogobrojnih ljudi širom svijeta, a sve su popularniji i u Hrvatskoj. Na tržištu postoje razno razni dronovi čija je namjena zaista šarolika. Tako možemo pronaći dronove koji su namijenjeni za snimanje iz zraka, imamo dronove koji služe za utrke dronova, tu su i dronovi za spašavanje u teško dostupnim mjestima, pa dronovi za dostavljanje robe, a sve se više priča i o dronovima za prijevoz ljudi – koji se već razvijaju i koriste u nekim razvijenim dijelovima svijeta. Dronovi su u svega 15-ak godina postali iznimno popularni i široko dostupni – a takav trend rasta zasigurno će se nastaviti i u budućnosti.
Unatoč tome što mnogobrojni ljudi posjeduju i voze dronove, ali broj ljudi zna kako u svojoj srži funkcioniraju dronovi. Naizgled, stvari su poprilično jednostavne – motori pogone propelere koji zahvaljujući silama podižu dron u zrak i tako se leti dronom. No, to je samo suština priče – koja ide itekako dublje. Da bi dron kvalitetno i sigurno funkcionirao unutar njega nalaze se mnogobrojne tehnologije koje su zadužene za kontrolu funkcioniranja cjelokupnog letećeg sustava. Ako vas interesira kako funkcioniranju dronovi u svojoj unutrašnjosti, onda je današnji članak upravo za vas – jer otkrit ćemo koje sve tehnologije su zadužene za uspješno i sigurno upravljanje letom drona.
Hardver kao podrška složenom softverskom sustavu
Iako je svima jasno i vidljivo kako glavni posao letenja obavlja hardverski dio, činjenica je da se u unutrašnjosti drona nalazi vrlo složen sustav koji zapravo omogućuje let dronom. Što se tiče hardverskih komponenti, u svojoj osnovi svaki dron ima nekoliko važnih komponenti. Tijelo drona s nožicama za siguran pristanak glavni je element drona na kojeg se zatim vežu razni drugi hardverski dijelovi. Tijelo drona može se razlikovati ovisno o funkcionalnostima i karakteristikama kojima je dron opremljen, a danas su sve popularniji dronovi koji se mogu sklapati kako bi tijekom transporta zauzeli što manje mjesta.
Na tijelo drona pričvršćena je uglavnom jedna (ili više) kamera čija je zadaća praćenje leta drona i snimanje događanja ispod linije leta. Rotori drona sastaje se od motora i propelera i tu zapravo nastaje sama funkcionalnost leta. Ovisno o svojoj veličini i karakteristikama dronovi imaju različite motore koji pogone različite veličine propelera – a uglavnom na dronovima pronalazimo 4 rotora. Svi dronovi opremljeni su senzorima, među kojima su najvažnija dva Accelerometer and Altimeter. Pri je zadužen za praćenje vrzine leta, dok je drugi senzor tu kako bi korisniku u svakom trenutku otkrivao visinu leta, ali i pomogao prilikom spuštanja i podizanja drona. Dakako, dronovi mogu biti opremljeni i raznim drugim senzorima koji letačima pomažu u snalaženju i upravljanju dronom.
Unatoč svim nabrojenim hardverskim komponentama, sve važno događa se u samom središtu drona gdje se nalaze razni čipovi za upravljanje funkcijama drona. U središtu drona nastaje sva magija koja letačima omogućuje sigurno, kvalitetno i uspješno letenje bez obzira na razne vremenske uvjete i prepreke. Što se sve krije u središnjici drona pojasnit ćemo u nastavku.
Precizno navigiranje u prostoru
Kako bi dron mogao sigurno i uspješno letjeti važno je da uvijek bude smješten u određene koordinate u prostoru. Sustav zadužen za pozicioniranje drona zapravo je srce samog drona, a zahvaljujući njemu moguće je sigurno upravljati svim ostalim funkcionalnostima koje korisnik ima na raspolaganju. Što se tiče samog pozicioniranja u prostoru, moderni dronovi uglavnom koriste GPS i GLONASS navigacijske sustave – koji se ujedno koriste i u raznim drugim segmentima našeg života (npr. auto navigaciji).
Prilikom lansiranja drona isti se može povezati na sustav satelita koji zatim otkriva preciznu lokaciju drona. Sustav drona neprestano komunicira sa satelitima kako bi lokacija bila sinkronizirana i vrlo precizna. Sama preciznost možda i nije najvažniji kriterij kod upravljanja dronom od strane običnih korisnika, ali ta preciznost dobiva na značaju kada dronom upravljaju profesionalci. Primjerice, za 3D mapiranje prostora ili u misijama spašavanja dronom – iznimno je važno da dron u svakom trenutku ima vrlo preciznu lokaciju, čime teži prema uspješnom izvršenju misije.
Sustav otkrivanja prepreka
Većina dronova opremljena je raznim senzorima koji pomažu u otkrivanju prepreka koje se nađu na putu dronu. Postoje razne vrste senzora koji se mogu koristiti u tu svrhu, a što više senzor dron posjeduje to se bolje može izmicati preprekama na putu. Neki od senzora koje pronalazimo u dronovima su: Vision Sensor, Lidar, Infrared, Time of Flight (ToF), Ultrasonic, Monocular Vision, itd.
Svi ovi senzori u kombinaciji s naprednim softverskim rješenjima pilotima dronova omogućuju opušteniji let jer ne moraju puno brinuti o udaranju u neku prepreku. Padovi dronova su učestali, no implementacijom najnovijih tehnologija otkrivanja prepreka – drastično su smanjeni. Naime, sustavi koji detektiraju prepreke na putu drona sada funkcioniraju na način da istu prepreku zaobiđu te time spriječe eventualni pad drona. Softverski algoritmi i SLAM tehnologija kreiraju jedinstvene 3D mape uz pomoć koji je izbjegavanje prepreke laka zadaća za dron (bez nadzora pilota).
Gyro stabilizacija drona
Iako nam se možda ne čini na prvi pogled, u zraku na dron djeluju razne sile koje ometaju fluidan let drona. Ponajviše se ističu sile vjetra koje remete zamišljeni put leta drona. Srećom, moderni dronovi opremljeni su Gyro stabilizacijom kako bi u svakom trenutku mogli nesmetano obavljati svoju funkciju letenja.
Gyroscope je smješten u samo središte upraviteljskog sustava unutar drona, a ia sposobnost iznimno brzog očitovanja promjena u letu. Uz pomoć prije spomenutog akcelerometra Gyroscope otkriva brzinu i karakteristike leta pa se samim time može prilagoditi uvjetima koji vladaju. Odnosno, Gyroscope odašilje nekolicinu vrijednih signala kako bi se cjelokupni sustav drona mogao prilagoditi uvjetima koji uglavnom nisu pogodni za let drona.
Praćenje podataka leta u realnom vremenu
Dronovi nisu igračke, već ozbiljne naprave kojima možete raditi super stvari, ali i nanijeti popriličnu štetu. Stoga, iznimno je važno prilikom leta imati svu kontrolu nad dronom kako ne bi došlo do neželjenih situacija. Srećom, raznovrsna tehnologija kojom su opremljeni dronovi prikuplja razne podatke prilikom leta koje zatim dron odašilje do svojeg pilota.
Ground Station Controller (GSC) ili aplikacija na pametnom telefonu koja omogućuje upravljanje dronom – prima mnogobrojne podatke o letu drona u stvarnom vremenu. Kako bi let mogao biti kvalitetan, siguran i uspješan važno je da se podaci s drona odašilju u stvarnom vremenu, kako bi pilot imao punu kontrolu nad dronom. Što se tiče podataka koji stižu s drona na zemlju (na smartphone) u osnovi su to visina, brzina, GNSS jačina signala, preostali kapacitet baterije i razna druga upozorenja prilikom leta. Zahvaljujući svemu tome i mnogim drugim podacima koji mogu stizati na modernije dronove – let dronom postaje znatno sigurniji i uspješniji.
Interni kompas za sigurnu slijetanje
Interni kompas vrlo je važan u slučaju da izgubite kontrolu nad dronom jer vam omogućuje slijetanje na početnu poziciju bez kontrole pilota. Dakle, zahvaljujući integraciji internog kompasa i ostalih sigurnosnih sistema unutar drona moguće je podesiti funkcionalnost da se dron samostalno vrati na svoju početnu poziciju kada pilot izgubi kontrolu nad dronom.
Dron zahvaljujući razvijenoj tehnologiji može zapamtiti početnu poziciju iz koje je krenuo u let te se na to isto mjesto može kasnije i prizemljiti. Ova se funkcija još naziva i FailSafe jer omogućuje siguran povratak drona kada dođe do određenih problema. Primjerice, može se desiti da korisnik izgubi signal i vezu s dronom pa se taj dron onda samostalno vrati na svoje startno mjesto, a isto tako dron će se vratiti ako baterija drona bude suviše prazna za daljnji let. Situacija je puno, a ova funkcija mnogim se pilotima pokazala hvale vrijedna u raznim situacijama.
Intelligent Flight sustavi
Suvremeni dronovi otišli su poprilično daleko s razvojem softverskih mogućnost pa danas nude razne sustave upravljanja za vrijeme leta. Korisnike posebno oduševljavaju Intelligent Flight sustavi koji pilotu omogućuju da dronu prepusti kontrolu nad letom – čime sebi olakšava zadaću upravljanja. Što se tiče Intelligent Flight sustava ponuda na tržištu je zaista bogata i vjerujemo da će svatko pronaći nešto za sebe.
Neki dronovi opremljeni su funkcijom Follow me koja dronu dozvoljava da samostalno prati objekt koji smo prethodno označili da želimo pratiti, odnosno snimati. Dakle, označite li sebe na zaslonu, dron će se uspješno voziti za vama i snimiti sve vaše radnje na uvijek istoj udaljenosti od vas. To je i Active Tracking uz pomoć kojeg dron može pratiti aktivne promjene koje se događaju u području leta, odnosno može pratiti objekte ovisno o postavkama koje su podešene. Primjerice, aktiviranjem ove funkcije dron može samostalno napraviti manevar zahvaljujući kojem ćete dobiti fantastičan snimak s kamere drona.
Neki od najboljih dronova na tržištu zaista imaju obilatu ponudu Intelligent Flight modova, što ih čini savršenim odabirom za bolje i bezbrižnije letenje. Primjerice, na suvremenim DJI dronovima možemo pronaći sljedeće modove inteligentnog rada: Active Track (Profile, Spotlight, Circle), S-Mode (Sport), P-Mode (Position), A-Mode (Attitude), Gesture Mode, Draw Waypoints, Obstacle Avoidance, TapFly, Tripod Mode, Home Lock, Terrain Follow Mode, Beginner Mode, itd. Uz sve te napredne sustave upravljanje dronom postaje iznimno lakše i bezbrižnije.
Mnoštvo tehnologija za uspješnije letenje dronom
Dronovi su u posljednjih 10 godina doživjeli veliku ekspanziju na tržištu, a svemu tome prethodio je nagli razvoj inovacija koje su implementirane na male i velike letjelice. Moderni dronovi opremljeni su raznim naprednim tehnološkim rješenjima kako bi pilotu drona maksimalno olakšale let dronom. Zahvaljujući implementiranim tehnologijama dronovi su danas sigurniji no ikad za korištenje pa je samim time lakše dobiti dozvole za sigurno upravljanje nad određenim područjima.
Iako mnogi dronove promatraju kao naprave gdje glavnu ulogu igraju motori i propeleri, to nije nimalo tako. Naime, dronovi su opremljeni raznim softverskim i hardverskim komponentama bez kojih rad drona ne bi bio moguć i prava magija letenja zapravo nastaje u središnjem čipu drona. U tom srcu drona kombinacija tehnologija dovodi do multifunkcionalnog upravljanja i sigurnog leta u raznim vremenskim uvjetima.
U tekstu iznad naveli smo samo dio tehnologija koje se koriste kod dronova. Uz precizno pozicioniranje u prostoru i real-time komunikaciju između drona i prijemnika na zemlji – u dronu imamo i razne druge tehnologije koje služe za siguran let. Prije svega, važnu ulogu imaju sustavi izbjegavanja prepreka i sustavi za siguran povratak na mjesto uzlijetanja jer oni ulijevaju sigurnost svim pilotima u raznim neugodnim situacijama. Dakako, moderni inteligentni sustavi letenja znatno olakšavaju let pilotima i proširuju mogućnost letenja – a ti će sustavi s vremenom još dodatno napredovati.
Ako još niste, vrijeme je da provozate svoj prvi dron i zaljubite se u novu tehnologiju koja kod nas još uvijek nije uzela pretjeranog maha. S obzirom na nedavne najave da će se dronovi napokon početi koristiti i u službi dostave paketa – uskoro možemo očekivati veliku ekspanziju električnih letjelica na nebu. Je li to dobro ili loše za život ljudi – procijenite sami.
Piše: M.Ž.
