Цифровой журнал «Компьютерра» 2011 № 39 (87) - [4]
Представьте себе лесника, наблюдающего за лесным пожаром, или сотрудника Рыбнадзора, разыскивающего браконьеров. Им бы пригодился беспилотник, и лучше не один. Но только не за 100 тысяч долларов. Такие суммы едва ли по карману бюджетным организациям, не говоря уж о любителях.
Занять эту нишу и нацелились основатели OpenPilot. Проект явился первой серьёзной попыткой создать нечто столь же качественное, как и дорогие коммерческие системы (стоимостью от 10 000 долларов и вдобавок с дорогими контрактами на техническую поддержку), но предельно простое для неопытных пользователей и доступное, в том числе и в финансовом плане. Чтобы понять уникальность проекта, следует сказать несколько слов о том, чем же в принципе можно управлять и что существовало ранее.
Можно выделить три принципиально различных класса, на которые делятся все летающие модели (не считая воздушных шаров и ракет). Первый из них – это традиционные самолёты, с ними всё ясно. Модель самолёта движется с помощью тянущего или толкающего воздушного винта, крылья создают подъёмную силу, а отклоняемые рулевые поверхности позволяют управлять направлением полёта. Висеть на месте самолёт не может.
Второй класс – это модели вертолётов. Подобно настоящим вертолётам, они держатся в воздухе с помощью несущего воздушного винта. Хвостовой винт используется в том числе и для разворота, а управление направлением полёта осуществляется с помощью автомата перекоса, позволяющего вертолёту как висеть на одном месте, так и двигаться в произвольном направлении, например боком или хвостом вперёд.
Ну и, наконец, третий класс, полноценных аналогов которого не существует на сегодня среди «взрослых» систем. Это многороторные летающие аппараты, имеющие несколько воздушных винтов по периметру (обычно от трёх до восьми), раскручиваемых электромоторами. Стабилизация и управление такими аппаратами производится за счёт различной скорости вращения винтов. Огромным преимуществом таких систем является простота их механики при почти всех достоинствах вертолёта. Всего лишь несколько моторов с винтами без сложного автомата перекоса — и можно как висеть на месте, так и двигаться в любую сторону.
Всё портит лишь один, но существенный недостаток: так как необходимо управлять каждым мотором в отдельности, эти системы фактически обречены летать на электрической тяге. Это удобно, экологически чисто, но, увы, мешает малая ёмкость батарей, так что время полёта редко превышает 10-20 минут. Этого хватает, чтобы, например, провести съёмку состояния архитектурного объекта перед началом реставрации камерой весом в 100 грамм, но явно мало для того, чтобы пролететь несколько километров и доставить полезный груз в пару килограммов для спасательных работ. Дальние миссии для многороторных аппаратов недоступны: нет возможности использовать двигатели внутреннего сгорания.
Принципы управления всеми этими типами летательных аппаратов совершенно различны, но функционально они дополняют друг друга, и в каждом конкретном случае выбор определяется поставленной задачей.
Вернёмся к автопилотам. Все они имеют свои недостатки: цена, возможности, сложность использования или дорогостоящая техническая поддержка. Дорогие коммерческие системы нельзя считать массовыми и доступными именно там, где они нужны для мирного применения. Ну а любительские проекты имеют свои проблемы, первая из которых — это привязка только лишь к определённым типам летательных аппаратов. Наиболее популярны проекты, управляющие мультироторными аппаратами. Да, они летают, и иногда совсем неплохо. Но, увы, только на мультироторах. Управлять самолётом или вертолётом они не могут, этого просто не было предусмотрено при их создании.
Вторая проблема любительских проектов – низкое качество программного кода и максимально упрощённая схемотехника. Можно насчитать, пожалуй, несколько десятков таких проектов. Почти в каждом из них есть что-то позаимствованное у аналогов. Аппаратная часть большинства проектов создаётся с целью максимально удешевить систему. Но очевидно, что, используя слабые по вычислительной мощности процессоры, невозможно сделать систему действительно качественной. Та же ситуация с программным кодом: большинство таких проектов начиналось с задачи минимум: научить аппарат зависать и летать. Позже появлялись дополнительные потребности: висеть не только под управлением пилота, но и автоматически, лететь по заданному маршруту, управлять подвешенной видеокамерой для аэросъёмки и так далее. Радикально менять систему не поднимается рука, а в результате новые возможности дописываются в виде заплаток, делая программный код совершенно не читаемым, а поиск ошибок в нём становится непростой задачей.
Ещё несколько проектов начинались как любительские, но постепенно переросли в коммерческие или были закрыты. Типичным примером является немецкий mikrokopter.de (MK), реализующий функции автопилота для мультироторных аппаратов. Проект начинался как открытый. Его участники публиковали схемы и исходные коды программ для повторения всеми желающими. Любой понимающий специалист или любитель мог посмотреть, как реализована та или иная функция, и либо повторить систему, либо на её основе сделать что-то своё.
