Обзор профессионального квадрокоптера DJI Matrice 100

Почти четыре года назад компания DJI выпустила уникальный квадрокоптер Matrice 100, сделав тем самым первый шаг в направлении развития профессиональных летающих платформ. И хотя с тех пор на рынке многое изменилось, а парк специализированных дронов DJI пополнился еще несколькими сериями дронов различного типа и назначения, Matrice 100 остается популярным и востребованным летательным аппаратом, который используется в самых разных сферах человеческой деятельности. Почему эта модель так популярна среди профессионалов, мы и хотим рассказать в нашем обзоре. 

Концепция

Хотя сегодня сложилось устойчивое мнение, что платформа Matrice 100 создавалась исключительно для профессионалов, это не совсем верно. Сама DJI относилась к новому квадрокоптеру, как к экспериментальной концепции беспилотных платформ будущего. Они должны были стать универсальными в использовании и гибкими в оснащении, что вполне логично. Matrice 100 благодаря своей уникальной конструкции и широкому функционалу виделся инженерам DJI в качестве платформы, которая может эксплуатироваться как любителями, так и профессионалами. 

С ее помощью, утверждал разработчик, можно не только развлекаться, но и вести серьезные исследования, решать задачи государственных и частных организаций, заниматься бизнесом. Чтобы все это можно было реализовать без особых осложнений, необходимо было хорошо продумать концепцию летающей платформы, что и было сделано. Matrice 100 был сделан в форме открытой программно-аппаратной платформы. 

Это означало и означает, что любой владелец квадрокоптера данной модели может изменять конфигурацию коптера в зависимости от условий и задач своего проекта. Изменения могут касаться не только оборудования (камер, источников питания навигационного оборудования), но и, используя сервис DJI SDK, разрабатывать собственные программные продукты (для собственного оборудования в том числе), настраивать и адаптировать их, интегрируя тем самым в среду DJI. 

Эта концепция еще лучше видна в деталях, о которых мы расскажем ниже.

Дизайн и основные элементы конструкции

Внешний вид Matrice 100 не производит особого впечатления, даже дроны серии M600 или М200 выглядят, по мнению многих коптероводов, более привлекательно. Однако основная задача разработчиков заключалась в создании эффективной, надежной и гибкой платформы для разных задач, среди которых можно выделить следующие:

• Точное земледелие;
• Инспекция инфраструктуры;
• Внутренняя навигация и инспекция;
• Геодезия и картография;
• Аэрофотосъемка и кинематография
• Охрана дикой природы,
• Археологические исследования;
• Поиск и спасение.

Это достаточно сложные задачи, которые часто выполняются в непростых условиях и требуют установки дополнительного оборудования. В таких случаях дизайн отступает на второй план, а на первый выходят такие характеристики, как прочность, надежность, способность нести дополнительную полезную нагрузку. 

Поэтому Matrice 100 создавался на основе прочной и легкой карбоновой рамы, озволяющей установку с помощью специальных креплений различных аксессуаров. Собственно, сама рама четко выделяется на фоне всей конструкции дрона. Это центральный элемент, к которому крепятся не только компоненты силовой установки, но и другие элементы оборудования (батареи, платы расширения и т.д.). 

Другой важный элемент конструкции – лучи с двигателями и винтами. Здесь тоже имеется ряд примечательных особенностей. Лучи, на которых установлены мощные двигатели, также изготовлены из композитного материала, но чтобы вибрация от работы мощных электродвигателей не передавалась на корпус и приборы, в месте соприкосновения луча с рамой производитель размести специальные прокладки из мягкого изолирующего материала, который отлично поглощает вибрацию. В итоге, видеосъемка идет более плавно, а такие чувствительные приборы, как полетный контроллер, инерциальный измерительный блок, датчики и навигационное оборудование работают стабильно и без искажений. 

Интерес представляет и техническое решение в отношении шасси. Как таковой специальной конструкции шасси нет, в отличие, например, от серии Phantom. Но это никак не отменяет остроумности решения этой проблемы. Под двигателями, то есть на конце лучей М100 сделаны специальные опоры-ножки, оборудованные пневматическими амортизаторами. Но это еще не все. Внутри ножек находятся мощные антенны, принимающие сигнал во всех направлениях (на 360 градусов). Это гарантирует стабильность пилотирования в любых условиях и при любых маневрах, а также способствует увеличению дальности полета. Также на кожухах антенн установлены светодиоды, питание на которые идет внутри лучей.

Установка основного и дополнительного оборудования

Конструкция центральной рамы такова, что на ней можно установить как основное, так и дополнительное оборудование. В комплекте поставки пользователь обычно получает пластину расширения (Expansion Bay), которая имеется отверстия различной конфигурации для крепления оборудования. Возможности коптера позволяют установить не одну такую пластину и взять на борт полезную нагрузку весом до 1 кг. 

На центральной раме обычно уже установлены: система управления квадрокоптером, электронные регуляторы скорости, вентилятор охлаждения и порты для подключения оборудования. К портам на центральной раме подключаются также кабели, которые проходят в лучах летательного аппарата. Пользователь может сам устанавливать не только дополнительное, но и основное оборудование, например, в соответствии с рекомендациями производителя рационально разместить аккумулятор. Однако в действительности для серьезных задач используются два источника питания, благодаря которым аппарат может летать до 40 минут (в зависимости от условий окружающей среды и веса полезной нагрузки). Если используются две батареи, то они устанавливаются на центральную раму сверху и снизу, для чего предусмотрены специальные крепления. 

Сверху на центральную раму устанавливается полетный контроллер N1 со встроенной системой передачи сигнала Lightbridge первого поколения, которая отлично транслирует видео в высоком разрешении и может эффективно это делать на расстоянии до 2 км. Также вверху пользователь при желании может разместить систему DJI Guidance, оснащенную мощным процессором, камерами и ультразвуковыми датчиками, а также продвинутым алгоритмом машинного зрения. 

Оборудованный таким комплексом Matrice 100 способен даже на большой скорости избежать столкновения с опасным препятствием благодаря сканированию системой окружающей обстановки в реальном времени. Guidance оперативно передает команды на полетный контроллер и автопилот, чтобы дрон смог обойти дерево, здание или другой объект. Важно также, что благодаря этой системе расстояние до препятствия вычисляется предельно точно в пределах 20 м, причем для этого даже не требуется модуль GPS. Кстати, антенна последнего также устанавливается вверху.

В нижней части дрона обычно крепится дополнительная батарея, а также имеется все необходимое для установки подвеса с камерой, но о съемочной системе будет рассказано ниже.

Управление Matrice 100

Управление квадрокоптером М100 ничем не отличается от других моделей DJI и осуществляется с помощью пульта дистанционного управления и мобильного устройства, которое подключается к пульту и фиксируется специальными держателями. Чтобы эффективно использовать смартфон или планшет для управления летательным аппаратом, пользователю потребуется установить специальное приложение DJI Pilot или любое, созданное вами через открытое ПО DJI. Мощность передатчика позволяет эффективно управлять летательным аппаратом на расстоянии до 2 км. Пользователь также может по своему усмотрению настроить ручки управления. 

Но самым интересным для многих пользователей станет возможность подключения 2 или более пультов управления (до 6 включительно). Если вы занимаетесь исследованиями, инспекцией или другими сложными работами в команде, когда требуется не только аккуратное пилотирование, но точная работа подвесного оборудования, то оперативное управление можно разделить между двумя или более операторами. В этом случае один оператор будет управлять дроном, а другие –  в зависимости от количества пультов – камерой, подвесом, передачей видео и т.п.

Съемочное оборудование 

Конструкция М100 позволяет по умолчанию устанавливать подвес с камерой Zenmuse X3. Однако возможна установка и других съемочных систем, например, Zenmuse X5. Однако в этом случае вам потребуется специальный монтажный набор. Кроме этих моделей на M100 вы можете подвесить камеру Zenmuse Z30, которая оснащена 30-кратным оптическим и 6-кратным цифровым зумом. Такой вариант съемочной системы часто используется при выполнении инспекций сложных и опасных объектов, но не только. 

Заключение

В этом обзоре мы рассмотрели основные и самые примечательные особенности летающей платформы DJI Matrice 100. Конечно, все детали системы описать в одном обзоре сложно. Тем не менее, хотя М100 впервые появилась на рынке почти четыре года назад, она остается вполне современной и эффективной профессиональной платформой, функционал и конструкция которой позволяют эксплуатировать ее в самых разных ситуациях. Пример одной такой показан в статье “Как адаптировать DJI Matrice 100 для спасательных операций”.