Zdalnie sterowany samolot multiTASK

W dobie wszechobecnych dronów, niektórych może dziwić fakt wyboru jako platformy samolotu, ale było to podyktowane innymi wymaganiami, w których samolot lepiej się sprawdzi. Największą zaletą samolotu względem drona, są względy zasięgu operacyjnego. Samolot jest w stanie bez problemu przenieść stosunkowo duży ładunek na dystans ok. kilkudziesięciu kilometrów nawet w relatywnie trudnych warunkach atmosferycznych, oprócz tego ekonomiczna prędkość przelotowa samolotu jest wyższa od drona. Jako platforma do budowy bezzałogowego samolotu zdalnie sterowanego, posłużył gotowy zestaw modelu samolotu przeznaczonego do amatorskich lotów FPV (First Person View). Model zaprojektowany został z myślą o dużym udźwigu, w układzie ze śmigłem pchającym w celu wyeliminowania efektu „Rolling shutter” [4], występującego w wielu kamerach cyfrowych. Zjawisko to polega na rysowaniu poziomych linii w miejscu szybko przemieszczających się obiektów, np śmigła samolotu, czy wirnika śmigłowca. Efekt ten jest nieprzyjemny dla oka i utrudnia interpretację obrazu. Samolot sterowny jest z ziemi za pomocą 7 funkcyjnej aparatury sterującej, działającej w paśmie 2.4 GHz, o teoretycznym zasięgu do 4 kilometrów. Transmisja wideo realizowana jest analogowo, za pomocą systemu łączności wykorzystującego pasmo 5.8 GHz, (3 na rys. 5) o teoretycznym zasięgu dwóch kilometrów, umożliwiając podgląd w czasie rzeczywistym obrazu z jednej z trzech kamer umieszczonych na modelu. Wyboru kamery dokonuje pilot-operator z ziemi za pomocą aparatury sterującej. Jedna, podstawowa kamera umieszczona jest nieruchomo, w dziobie samolotu i służy do pilotażu i orientacji w terenie (1 na rys. 5). Pozostałe dwie kamery (w tym jedna termowizyjna) znajdują się w obrotowej głowicy zamocowanej pod kadłubem i umożliwia obserwację w dowolnym kierunku względem lotu samolotu (2 na rys. 5). W tabeli 1 przedstawiono podstawowe parametry techniczne wykorzystanej platformy.

Na podkładzie samolotu zainstalowany został miniaturowy komputer RaspberryPi Zero z procesorem o szybkości zegara 1 GHz i 512 MB pamięci operacyjnej (rys. 6). Do komputera podłączony został moduł nadawczy sieci LoRaWAN. Samolot został wyposażony w czujniki ciśnienia i temperatury, żyroskop, magnetometr, prędkościomierz atmosferyczny, czujniki natężenia prądu oraz odbiornik systemu GPS. Autorskie oprogramowanie analizuje na bieżąco wszystkie parametry odczytywane z czujników monitorując parametry lotu. Oprócz tego dane w określonych interwałach czasowych, wraz z odpowiadającymi im koordynatami GPS, przesyłane są przez sieć LoRaWAN na ziemię, gdzie istnieje możliwość podglądu i ich dalszej analizy. Samolot przystosowany jest również do zainstalowania dodatkowych czujników mierzących inne parametry środowiskowe jak np. jakość powietrza, jego wilgotność czy przejrzystość. Architektura systemu operacyjnego przewiduje również możliwość wprowadzenia analizy obrazu z kamery termowizyjnej pod kątem np. wyszukiwania określonych obiektów w terenie.