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Drohne kaufen – worauf achten?

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Steuern aus der Egoperspektive

Wer ein ferngesteuertes Auto oder Flugzeug steuert, merkt schnell, das das gar nicht so einfach ist. Sieht die Nase des Fahrzeugs noch in die selbe Richtung, wie der Pilot, ist alles ganz einfach: links ist links, rechts ist rechts. Doch sobald sich der Kopter dreht (z.B. zum Piloten sieht), ist das auf einmal umgekehrt. Links ist dann rechts, rechts ist links. Der Pilot muss sich also immer in sein Fahrzeug oder Flugzeug hineindenken. Das ist gar nicht so einfach und erfordert viel Übung.

Jahrzehntelang war das jedenfall so. Doch die Technik entwickelt sich immer weiter und mittlerweile gibt es Videokameras, die so winzig sind, das sie auf jedes ferngesteuerte Vehikel montiert werden können (viele Modelle kommen bereits mit einer solchen Live-Kamera) und mittels einem eingebauten Videosender in Echtzeit an einen Monitor oder eine Videobrille senden. Solche Videokameras mit eingebautem Sender sind mittlerweile für gerade mal 30 EUR erhältlich und fast jeder Kopter, Flugzeug oder ferngesteuerte Fahrzeug lässt sich damit nachrüsten.

Diese kleinen Videokameras ermöglichen etwas, von dem Piloten ferngesteuerter Fahr- und Flugzeuge lange Zeit nur träumen konnten: das Fliegen aus der Egoperspektive – ganz so, als würde man selbst im Cockpit sitzen. Das Fliegen aus der Ich-Perspektive, also quasi aus Cockpitsicht, nennt man FPV (First Person View). Der Pilot verfolgt den Flug dann mit einem kleinen Monitor, oder einer Videobrille. Was die Kamera im oder auf dem Kopter im Flug sieht, sieht der Pilot in Echtzeit auf seinem Montior.

Das Fliegen aus der Egoperspektive eröffnet einen völlig neuen Horizont: es ist, als würde man selbst mitfliegen. Noch nie war es so einfach (und ungefährlich) für den Menschen, sich in die Lüfte zu erheben und die Welt von oben zu sehen! Aber nicht nur das: es macht das Steuern eines Kopters auch viel einfacher, da es sich aus der Egoperspektive lenken lässt, wie hinter dem Steuer eines Autos. Links ist immer links. Rechts bleibt immer rechts. Es ist also kein ständiges Umdenken mehr erforderlich, es spielt keine Rolle, in welche Richtung der Kopter gerade zeigt. Denn der Pilot sitzt ja, zumindest virtuell, mit an Bord.

Kamera ist nicht gleich Live-Video!

Wer sich einen Kopter zulegen will, der sich in Echtzeit aus der Egoperspektive steuern lässt (oder seinen Kopter dementsprechend nachrüsten möchte), muss einige Dinge bedenken:

Wenn eine Kamera an einem Kopter verbaut ist, heisst das noch lange nicht, das diese auch in Echtzeit Bilder an einen Monitor oder eine Videobrille sendet. Oft zeichnet sie einfach nur auf eine SD Karte auf und man kann sich das Video erst später am PC angucken. Mit FPV und Live-Video hat das nichts zu tun. Das Modell muss also ausdrücklich über eine FPV-Kamera und einen Videosender verfügen (oft ist der Videosender auch bereits in der Kamera mit verbaut). Also vor dem Kauf bitte informieren und nicht glauben, das es reicht, wenn an dem Kopter irgendeine Kamera angebracht ist.

Die magischen Frequenzen: 2.4 und 5.8 GHz

Klassiches FPV (Live-Video) ist analog und wird im Frequenzbereich von 5.8 GHz übertragen, damit sich das gesendete Videosignal nicht mit dem Steuersignal der Fernsteuerung überschneidet. Fernsteuerungen senden meist im Bereich 2.4 GHz. Also merken:

Steuern: 2.4 GHz

Videoübertragung: 5.8 GHz

Wenn man seinen Kopter also mit einer Live-Videkamera und einem Videosender nachrüsten möchte, darf die Fernsteuerung des Kopters nicht im Bereich 5.8 GHz senden. Denn dann kommen sich Video und Steuersignal in die Quere.

Und genau das ist leider bei jenen Koptern der Fall, die sich über eine App auf dem Smartphone steuern lassen und ein „live“ Bild an das Smartphone senden: bei diesen Koptern sind von vorne herein diese beiden Frequenzen vertauscht: damit das Smartphone das Bild über WLAN empfangen kann, wird das Bild hier mit 2.4 GHz gesendet (denn das ist die gebräuchliche WLAN Frequenz). Und da deshalb nicht mehr über diese Frequenz gesteuert werden kann, wird stattdessen dann der Bereich 5.8 GHz dann von der Fernsteuerung genutzt. Hier wurden also beide Frequenzen vertauscht, damit der Kopter Bilder und Daten an ein Smartphone senden kann.

Diese über Smartphone gesteuerten Kopter lassen sich also nicht nachträglich mit einer analogen live-Videokamera nachrüsten, da ja beides – die Live-Videokamera und die Steuerung des Smartphone Kopters – im Bereich 5.8 Ghz arbeiten. Und das verträgt sich dann nicht. Bei diesen Koptern muss man dann eben mit dem Bild auf dem Smartphone leben.

40 Kanäle sollt ihr sein

Damit das gesendete Live-Videobild empfangen werden kann, muss der empfangende Monitor bzw. die Videobrille des Piloten auf die selbe Frequenz wie der Videosender an Bord des Kopters eingestellt sein. Im von analogen Live-Videokameras bzw. Videosendern genutzten Bereich von 5.8 GHz gibt es vierzig zugelassene Kanäle, auf denen gesendet werden kann.

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Mini FPV Kamera

Der Videosender an Bord des Kopters sendet also auf einem dieser vierzig Kanäle (der Kanal lässt sich meist mit kleinen Schaltern auf dem Videosender einstellen). Der Videoempfänger in der Videobrille bzw. dem Monitor muss auf den selben Kanal gestellt sein, um das Video zu empfangen. Das geschieht meist automatisch beim Einschalten der Videobrille oder des FPV Monitors. Dieser sucht dann blitzschnell alle Kanäle ab und stellt sich automatisch auf den Kanal ein, auf dem ein stabiles Signal empfangen wird. Und schont hat man ein Live-Bild.

Beim Kauf der Live-Videokamera bzw. des Videosenders sollte man aber tunlichst darauf achten, das dieser alle vierzig Kanäle unterstützt. Ebenfalls muss man beim Kauf einer Videobrille bzw. eines FPV Monitors darauf achten, das auch diese alle vierzig Kanäle empfangen kann. Denn sonst kann es sein, das die Live-Videkamera das Bild auf einem Kanal sendet, das der Monitor bzw. die Videobrille gar nicht empfangen kann. Manche Hersteller (z.B. einige Videobrillen von Fatshark) können hier nur leider acht der vierzig Kanäle empfangen. Hier muss man sich vorher informieren.

Wenn in den technischen Daten der Live-Videokamera oder der Videobrille „40 CH“ steht, ist man eigentlich auf der sicheren Seite.

Analoges VS digitales Video

FPV-Kameras im 5.8 GHz Bereich senden analoges Video, während die eingebauten Kameras eines Smartphone Kopters meist digitale Videoübertragung nutzen. Wo ist der Unterschied?

Analoges Live-Video (5.8 GHz)
– Videoauflösung nur bis 640×480 Pixel möglich
– Keine Verzögerung in der Übertragung
– Erfordert analogen Empfänger (analoge Videobrille bzw. Monitor)

Digitales Live-Video (2.4 GHz)
– Videoauflösung in HD (z.B. 720p) möglich
– Merkliche Verzögerung in der Übertragung
– erfordert Smartphone / App zum Empfangen

Wir sehen also auf einen Blick: die Bildauflösung der analogen Videoübertragung ist eher bescheiden, reicht aber völlig aus, um ein brauchbares Bild in der Videobrille zu empfangen. Die Monitore in einer Videobrille sind winzig und die geringe Auflösung des analogen Live-Videos stört hier kaum. Zum Steuern des Kopters reicht es allemal. Nur wenn man das empfangene Video aufnimmt und ein tolles YouTube Video daraus machen möchte, merkt man schon, das es, im Vergleich zu HD Videos, von bescheidener Qualität ist.

Warum nutzt man dann nicht grundsätzlich digitale Videoübertragung, da diese ja eine Auflösung von 720p oder sogar 1080p erlaubt? Weil diese digitale Übertragung einen grossen Nachteil hat: das Bild erscheint mit einer Verzögerung auf dem Smartphone. Das liegt daran, das die Kamera auf dem Kopter das Video vor dem Senden zuerst komprimieren muss und das Smartphone die empfangenen Daten dann wieder entpacken und darstellen muss.

Digitale (HD-) Videoübertragung sieht zwar schicker aus, bietet aber eine deutliche Verzögerung (ca. 150 bis 250 Millisekunden und mehr, wenn man ein langsames Smartphone besitzt) und oft auch eine geringe Bildwiederholungsrate, was sich dann in einer ruckeligen Darstellung des Videos bemerkbar macht.

Wer also schnell fliegen möchte, oder nahe an Objekten fliegt – wie z.B. Racer Piloten – der muss auf analoge Bildübertragung setzen, denn jede noch so kleine Bildverzögerung wird hier meist mit einem Zusammenstoss oder Crash quittiert. Bei einem langsam und behäbig dahingleitenden Kamerakopter kann man dagegen mit einer kleinen Bildverzögerung leben, weshalb sich bei diesen auch die digitale Videoübertragung durchgesetzt hat.

Unterschiedlich reagieren beide Übertragungsarten auch auf Bildausfälle (wenn sich zwischen Kopter und dem Piloten z.B. ein Gebäude befindet): während beim analogen Video zuerst einige Störstreifen und beim völligen Signalabriss dann weisses Rauschen zu sehen ist, wird der Monitor bei digitaler Videoübertragung plötzlich und ohne Vorwarnung schwarz. Bei analoger Videoübertragung sieht man also noch rechtzeitig, ob das Signal schwächer wird oder gestört ist und kann den Kopter noch wenden. Bei digitaler Videoübertragung ist das Bild in der Regel plötzlich weg.

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