איך עובדת מערכת הימנעות ממכשולים ברחפן

מערכת הימנעות ממכשולים - Obstacle Avoidance DJI

מאפיינים ומגבלות

רחפני DJI החדשים והפופולריים, מדגמי מפנטום 4 מאביק וספארק, כוללים מערכות חיישנים המאפשרים להם להתמצא במרחב הקרוב אליהם ומסייעים, בתנאים מסוימים, להימנע ממכשולים. במדריך זה אסביר על מערכת החיישנים, באילו יישומים ומקרים הרחפן משתמש בה, מה ההגבלות שחלות עליה ובאילו תנאים היא לא תתפקד. מידע זה יכול לסייע מאוד להטיס בצורה בטוחה ולשמור על הרחפן והסביבה. חלקה ראשון של המערכת כולל חיישנים אופטיים שנמצאים בחזית הרחפן והם מנתחים בזמן אמת את מה שנמצא שנמצא מולו (2 הזרועות שביניהן נמצאת המצלמה). בספארק המערכת כוללת חיישן אינפרה-אדום D3. בזמן טיסה רגילה (מצב P) חיישנים אלו מאפשרים לרחפן לזהות, להתריע ולעצור לפני מכשולים. באפליקציה יופיע רדאר צהוב-כתום-אדום ובמרחק 1-2 מטרים מהמכשול הרחפן ייעצר לחלוטין ולא ימשיך לטוס גם אם תורו לו על כך (ישמע גם צפצוף מהיר). החיישנים מאפשרים לרחפן להימנע ממכשולים בחזרה עצמאית הביתה בזמן הטיסה, בין אם קראתם לרחפן או אם הוא חזר לבד. בנוסף, החיישנים חייבים להיות פעילים ותנאי הסביבה צריכים להיות אידיאליים על מנת לאפשר מצבי טיסה חכמים כגון Active Track, TapFly,Draw , Tripod Mode ועוד (חלק מתוכניות הטיסה אפשריות רק לדגמים מסוימים).

Smart Go Home- בחזרה חכמה אוטומטית הביתה הרחפן ייעצר בזיהוי מכשול, יעלה אנכית 5 מטר מעל המכשול המזוהה וימשיך בטיסה הביתה. בעלי ספארק שימו לב: הרחפן לא יזהה מכשולים בחזרה הביתה כל עוד הוא נמצא מעל 100 מטר מנקודת הבית! רק בפחות מ-100 מטרים הוא יזהה מכשולים. מצבי טיסה חכמים- בזיהוי מכשול הרחפן יעצור ויחכה לפקודת המטיס. הגדרות נוספות נמצאות בתפריט החיישנים באפליקציה. Active Track - ניתן להורות לרחפן לנסות לעקוף מכשולים בטיסה מעליהם. תוכנית זו מסתמכת גם על מצלמת הרחפן בנוסף לחיישנים ולה יש הגבלות אחרות. TapFly- ניתן להורות לרחפן לנסות לעקוף את המכשול מהצד.

יש לשקול היטב הפעלת פונקציות אלו. אם לא בטוחים שהתנאים אידיאליים והמכשולים האפשריים ברורים וגדולים מוטב לא לאפשר מעקף מכשולים.

אפרט את המצבים ותנאי הסביבה בהם גם שהחיישנים פועלים הרחפן לא יוכל לזהות מכשול או להימנע ממנו – תנאים לא אידיאליים. הפעלת מצבי טיסה חכמים בתנאים אלו יפגעו ביכולתו לבצע את המשימה ועלולים להביא להתנגשות הרחפן במכשולים:

• חשוב לציין שהתרסקות הרחפן עקב שהתנגשות במכשול אינה מכוסה ע"י אחריות היצרן (DJI).

• שימו לב: טיסה במצב מהיר\ספורט (S) או ידני (A, קיים בצורה נשלטת בסדרת פנטום 4 בלבד) מבטלים אוטומטית את החיישנים והרחפן לא ידע להימנע ממכשולים כלל! שימוש במגני פרופלורים מהדגם הישן של פנטום 4 גם מבטל את החיישנים.

• יש לשמור על החיישנים נקיים מלכלוך או עצמים זרים. יש לבדוק לפני כל המראה.

• החיישנים מסוגלים לזהות מכשולים אך ורק אם הם נמצאים לפני הרחפן ובמפתח זווית מסוים (ראו תמונה). מעל, מאחורי, מצדדי ומתחת לרחפן הם לא יכולים לספק הגנה*

החיישנים חייבים עוצמת תאורה מספקת על מנת לזהות מכשולים. בחושך או בתאורה חזקה מדי החיישנים לא יפעלו.

• הגובה המינימלי מפני הקרקע חייב להיות מעל 2 מטרים (בטיסה איטית מתחת 15 קמ"ש מעל 1 מטר).

• בטיסה במהירות גבוהה – מעל 10 קמ"ש בספארק, 36 קמ"ש בפנטום 4 ומאביק או מעל 50 קמ"ש בפנטום 4 אדוונס\פרו - הרחפן עלול שלא לעצור בזמן גם אם יבחין במכשול.

• החיישנים מסוגלים להבחין במכשול רק אם הוא גדול מספיק ובולט ביחס לרקע סביבו. הם אינם מסוגלים להבחין בעצמים קטנים\ דקים כגון חוטי חשמל, קווי טלפון, חוט "תחום שבת", ענפים, אנטנות TV ישנות ועוד.

• החיישנים אינם מסוגלים להבחין בעצמים שקופים או המחזירים אור ויוצרים השתקפות. החיישנים אינם מבחינים בחלונות, משטחי מים\ים, מראות וכדומה.

• :Active Track יש לבחור ולסקור היטב את השטח לפני הפעלת התוכנית. ביצועי מעקב אחרי עצם בתנועה יפגעו משמעותית בתנאים הבאים:

• האובייקט נע בשטח עם שיפוע

• האובייקט משנה צורה באופן משמעותי

• האובייקט מוסתר מהמצלמה

• האובייקט נע על שלג או משטח מחזיר אור כגון מים

• הצבע והדפוס (pattern) של האובייקט דומים לסביבה

• יש לזכור שחיישני הרחפן מסתכלים רק קדימה ולכן במצבי Spotlight או Profile הוא לא יזהה מכשולים.

• בשל מגבלות אלו (אך לא רק) חל איסור חמור לתת לרחפן פקודות טיסה עצמאיות לכיוון אנשים, בע"ח, מבנים או כל עצם אחר.

* בפנטום 4 פרו בלבד ישנם חיישנים הפונים אחורה בדומה לחיישנים מלפנים ובנוסף חיישני אינפרא-אדום מצדי הרחפן שפועלים רק במצבי טיסה מתחיל – beginner mode – או מצב חצובה – tripod mode.

חלקה השני של המערכת לזיהוי מכשולים נמצא בתחתית הרחפן ונקראת Vision Position. רכיב זה מורכב משילוב חיישנים אופטיים וחיישנים אולטרה-סוניים (עובדים על גלי-קול) ובספארק עם חיישן אינפרה-אדום במקום אולטרה-סוני. בתנאים אידיאליים Vision Position מאפשר לרחפן לשמור מיקום גם כשקליטת GPS אינה מספקת , לדוגמה בתוך מבנים. Vision Position מאפשר לרחפן להימנע ממכשולים בתהליך הנחיתה, בשלב בו יורדים אנכית לקרקע –Protection Landing- ומאפשר נחיתה מדויקת בנקודת ההמראה מעבר לדיוק ה GPS - Precision Landing. באמצעותו הרחפן יכול לשמור גובה קבוע מהקרקע, בזמן טיפוס, במצב טיסה החכם Terrain Follow.

על מערכת Vision Position חלות כל ההגבלות של החיישנים הקדמיים, במיוחד לגבי תאורה מתאימה וטיסה מעל משטחי מים. בנוסף, ביצועי Vision Position יפגעו משמעותית ויביאו לסטייה, הנמכה או הגבהה לא רצויים עד כדי התרסקות במצבים הבאים:

• גובה מהקרקע\רצפה צריך להיות 0.3-10 מטרים. מחוץ לטווח זה המערכת לא תעזור לשמור על מיקום. בספארק הטווח הוא 0-8 מטרים.

• טיסה מעל עצמים או משטחים בתנועה

• משטחים שבולעים\מבודדים את גלי הקול, לדוגמה שטיח עבה2

• משטחים שמסיטים את גלי הקול מהרחפן2

• משטחים עם טקסטורה לא ברורה, חוזרת על עצמה

• משטחים עם שינוי תאורה מהיר ומשמעותי

• משטחים מונוכרומטיים, בעלי צבע אחיד לגמרי

• בסביבת מכשירים אולטרה-סוניים בתדר 40KHz. זה התדר בו פועלת המערכת.2

• שים לב: חיות מסוימות שומעות את התדר בו פועל הסונר והוא מפריע להן מאוד. ויש להרחיק את הרחפן מהם.2

• Landing Precision: לשם ביצוע נחיתה מדויקת בנקודת ההמראה יש לבחור סביבה עם הבדלים ברורים והקפיד שלא לשנות את נקודת הבית. יש להמריא אנכית לגובה מעל 7 מטרים ולשים לב שהאזור בו נוחתים לא השתנה משמעותית מזמן ההמראה.

• Protection :Landing בנחיתה אוטומטית של הרחפן, בתנאים אופטימליים, המערכת תבצע סריקה לאיתור מכשולים. אם התגלה מכשול הרחפן יעצור במקום ויחכה לפקודה של המטיס.

• Terrain Follow: יש לבחור גובה התחלתי בין 1-10 מטרים. תוכנית זו מיועדת רק לפני קרקע עולים והרחפן לא ירד בגובה אם נמצאים במדרון. אין לבחור בשטח בו יש מכשולים ברורים כמו סלעים או גדרות- התוכנית מיועדת למשטחי עשב .grassland שיפוע העלייה המקסימלי הוא 20 מעלות.

2 לא תקף לגבי ספארק

דוגמה למפתח הזווית שרואים החיישנים בדגמי פנטום 4. מחוץ לטווח זה הרחפן לא יבחין במכשול. לכל דגם רחפן מפתח זווית, טווח עבודה של החיישנים ומהירות טיסה שונה. יש לעיין במדריך למשתמש על מנת לראות את הנתונים הרלוונטיים.

לסיכום

הרחפן מצויד במערכות הגנה מתקדמות שיכולות לסייע בהימנעות ממכשולים והן חיוניות על מנת לאפשר מצבי טיסה חכמים. על כל מטיס חלה החובה להכיר את הגבלות החיישנים ומומלץ מאוד לקרוא את מדריך הרחפן שמכיל מידע חשוב נוסף. יש לזכור שמערכות אלו באות לסייע והן לעולם לא מורידות מאחריות המטיס לשמירה על טיסה בטוחה. אין תחליף לשמירת קשר עין ישיר עם הרחפן בכל עת.

#DJIObstacleAvoidance