Drone یا درون، نام کلی یک سری محصولات است که امروزه نام‌ها و کاربردهای گوناگونی دارند. برخی به این محصولات هلیکوپتر، یا کوادکوپتر (quadcopters) تصویربرداری می‌گویند. اما بهرحال نام Drone یا درون، کوتاه‌ترین و ساده‌ترین نام برای این تجهیزات است که از پهباد‌های نظامی تا هلیکوپتر‌های اسباب‌بازی را می‌تواند شامل شود. برای آشنایی بیشتر با این تجهیزات بخش نخست این مقاله را مطالعه کنید.
بخش دوم مقاله درون‌ها چطور کار می‌کنند؟
بخش سوم مقاله درون‌ها چطور کار می‌کنند؟
فرستنده
این دستگاه در واقع همان کنترل کننده رادیویی است. این دستگاه به‌عنوان وسیله جانبی همراه درون ارائه می‌شود که کنترل درون توسط آن انجام می‌گردد. اگرچه نرم‌افزارهایی برای کنترل درون‌ها توسط تجهیزات همراه ارائه شده، اما این نرم‌افزارها جنبه عمومی نداشته و برای بسیاری از مدل‌های قدیمی عملا کاربرد ندارند. اما در بعضی برند‌های سازنده درون مانند Parrot نیز هدایت تمامی کوادکوپترهای از همین طریق انجام می‌شود. برخی دیگر از شرکت‌ها مانند Spektrum یا Futaba نیز این امکان را دارند که مشترکا از فرستنده‌های دیگری به جز فرستنده‌های خودشان نیز استفاده کنند. به این ترتیب کاربران می‌توانند با توجه به امکاناتی که نیاز دارند و بودجه‌ای که در نظر گرفته‌اند، بهترین فرستنده مورد نظرشان را از بین فرستنده‌های موجود انتخاب کنند. دقت داشته باشید که در اغلب موارد امکان جابجایی فرستنده‌ها با هم وجود ندارد و هر شرکت سازنده، دستگاه‌های خودش را به گونه‌ای طراحی می‌کند که تنها با محصولات خودش قابل استفاده باشند. فرستنده‌های هر شرکت اغلب روی آسان‌ترین وضعیت پرواز آن پرنده تنظیم می‌شوند تا کاربران به سادگی بتوانند آنها را به پرواز درآورند.
وقتی از یک فرستنده و درون با برند‌های مختلف استفاده می‌کنیم مهم‌ترین نکته پشتیبانی فرستنده، از استاندارد‌های گیرنده درون است. یعنی باید همان پروتکل مورد استفاده گیرنده را پشتیبانی کند. مثلا تعداد کانال‌های مورد استفاده‌اش از تعداد کانال‌های مورد نیاز گیرنده کمتر نباشد. به عنوان مثال گیرنده DSMX چهار کاناله، به راحتی با فرستنده DSMX شش کاناله کار می‌کند، اما برعکس این حالت امکان‌پذیر نیست.
فرستنده‌ها محدوده بزرگی از تجهیزات را شامل می‌شوند. از فرستنده‌های ساده یا دو جویستیک (دسته‌های کنترل کننده عملکرد) برای بالا و پایین کردن درون، تا دستگاه‌های الکترونیکی بسیار پیشرفته با قابلیت برنامه‌ریزی که می‌تواند هزاران تنظیم مختلف پرواز را در حافظه خود جای داده و صفحه نمایش مکان‌یاب، صفحه دورسنج، ارتباط صوتی و حتی خروجی برای آموزش تازه‌کارها هم داشته باشد. گاهی اوقات فرستنده‌ها بسیار پیشرفته‌تر از خود دستگاه پروازی هستند و بسیاری از امکانات آنها اصولاً روی آن درون قابل استفاده نیست.
برخی دیگر از اجزای سخت‌افزاری که در تصویر شماتیک ما وجود ندارند، اما ممکن است در برخی از درون‌ها دیده شوند اینها هستند:
• GPS
• Optical Flow
• Telemtry/OSD
GPS
در درون‌های پیشرفته‌تر از اسباب‌بازی‌های معمولی، سیستم ناوبری یا GPS یک استاندارد به شمار می‌رود. این سیستم می‌تواند موقعیت جغرافیایی درون رو با تخمین نسبتا دقیقی پیدا کند، همچنین امکان ثابت ماندن در یک نقطه، کنترل چرخش‌ها، و تعریف حباب امنیتی برای درون از طریق GPS تعریف می‌گردد. حباب امنیتی به حداقل فاصله امن در اطراف اپراتور گفته می‌شود که به منظور امنیت بالاتر، درون نمی‌تواند در حین پرواز به آن محدوده وارد شود.
البته معمولا GPS در درون‌ها به عنوان یک قابلیت جانبی غیر ضروری محسوب می‌شود و از کار افتادن GPS باعث سقوط پرنده نمی‌شود. اما به دلیل از کار افتادن قابلیت‌هایی که ذکر کردیم، ممکن است عملکرد درون با اختلال مواجه شود و کنترل آن مشکل‌تر شود. ضمنا GPS برای انجام عملکرد صحیح نیازمند یک قطب‌نماست که حتما باید پیش از پرواز، کنترل و تنظیم شود.
Optical Flow
Optical Flow یا Optic Flow به محاسبه و تشخیص حرکت یک سوژه در مقابل یک ناظر (مانند چشم یا دوربین) گفته می‌شود. در واقع Optic Flow در محیط‌های داخلی و بسته همان کاری را انجام می‌دهد که GPS در فضای باز انجام می‌دهد. در این سیستم، دوربین یا چشم ناظر، با تکنیکی به نام “تخمین تصاویر” می‌تواند میزان نزدیکی به یک مانع را حدس بزند. این کار با مقایسه ساختار تصاویر پی‌درپی که توسط دوربین دیده می‌شود انجام می‌گیرد. به همین علت نمی‌تواند در ارتفاعات خیلی زیاد یا جایی که نور خیلی کم است کمکی به شما بکند. همچنین نمی‌تواند مانند GPS فرمان‌هایی مانند بازگشت به نقطه شروع را اجرا کند. اما حداقل برای محیط‌های کوچک می‌تواند درون را روی یک نقطه ثابت، بی حرکت حفظ کند و تا حدودی از تصادف جلوگیری کند.
البته علاوه بر این سیستم، برخی از شرکت‌ها مانند DJI، از سیستم جهت‌یابی دیگری به نام Vision Positioning استفاده می‌کنند که در آن یک سیستم ارسال امواج ماورا صوت و یک میکروفون کاری شبیه به آنچه خفاش‌ها انجام می‌دهند را شبیه‌سازی می‌کنند. این سیستم هم می‌تواند با ارسال امواج مافوق‌صوت و تحلیل آن، نزدیک شدن به موانع را تشخیص داده و از تصادف اجتناب کنند.
تکته مهم در استفاده از این سیستم برای کنترل فاصله، تخمین 7 اینچی آن است. بدین معنی که Optic Flow بهترین عملکرد خودش را در فواصل بالاتر از 7 اینچ یا 25 سانتی متر نشان می‌دهد. بنابراین طبیعتا، هنوز برای کنترل تجهیزات هوایی نیاز به دقت زیادی دارد. در مورد استفاده از امواج مافوق صوت هم همینطور است و برای استفاده از آن در نزدیکی حیوانات (مانند سگ‌ها) باید خیلی مراقب بود. چون این صدا ممکن است برای حیوانات آزار دهنده و گوش‌خراش باشد. امیدواریم با پیشرفت تکنولوژی، هر دوی این قابلیت‌ها در آینده‌ای نزدیک توسعه یابد و ایرادات آنها کمتر شود.
Telemetry/OSD
اطلاعات مربوط به پرواز، سرعت، ولتاژ باطری و غیره تماما مربوط به Telemetry می‌شود. این اطلاعات به روش‌های مختلفی می‌توانند بررسی شوند. مدل‌های قدیمی‌تر، یک نمایشگر روی فرستنده داشتند که این اطلاعات را نمایش می‌داد. این اطلاعات در اغلب موارد از طریق فرکانس دیگری (900 MHz) رد و بدل می‌شوند. بنابراین فرستنده‌ها همیشه یا مجهز به یک گیرنده جداگانه برای دریافت این اطلاعات بودند یا امکان اتصال یک وسیله جانبی برای این کار را داشتند. مدل‌های جدیدتر این کار را از طریق OSD یا نمایش روی سطح نمایشگر انجام می‌دهند. در اینجا تصویری از نحوه نمایش اطلاعات روی تصاویر در حال دریافت از دوربین یک درون را می‌بینید.
