DJI Phantom 4

San gotovo svakog dečaka predškolskog uzrasta rođenog u poslednjim decenijama prošlog veka bio je da, kad poraste, postane pilot. Broj onih koji su istrajali u svojoj detinjoj želji meri se promilima, ali savremene tehnologije približile su tu mogućnost i nama koji smo u međuvremenu (p)ostali piloti samo u virtuelnom svetu. Moćni mikroprocesori i senzori minijaturnih dimenzija, ali i baterije velikog kapaciteta, a male mase, omogućili su ultralake konstrukcije daljinski kontrolisanih letelica koje su do pre samo nekoliko godina bile nezamislive. Pojava prvih modela takvih letelica naišla je na opšte oduševljenje svih pilota u pokušaju, a pored razonode, te letelice ponudile su i mogućnost snimanja kadrova koji do tada nisu bili mogući ni u profesionalnim vodama, a sada je tako nešto dostupno gotovo svakome.

Koliko se industrija ultralakih bespilotnih letelica brzo razvija, najbolje govori podatak da se nove generacije, poput mobilnih telefona, pojavljuju na tržištu na godišnjem nivou. Pri tom su unapređenja daleko od puke estetike, već je napredak vidljiv u svakom detalju. Pre nešto više od godinu i po dana (SK 11/2014) predstavili smo jedan od modela druge generacije popularne serije Phantom. Kineska kompanija DJI, koja važi za lidera u ovoj oblasti, ne spava na lovorikama, već je pored ostalih modela namenjenih profesionalnoj primeni, u međuvremenu predstavila i model četvrte generacije, namenjen entuzijastima. Umesto lagane probe na nekoj od prezentacija, imali smo priliku da se sa Phantomom družimo čitavih nedelju dana i da se upoznamo sa svim njegovim karakteristikama. Vrlo brzo smo pilotiranje toliko usavršili da smo napravili i nekoliko fantastičnih snimaka, koje ćete moći da pogledate posetom linkova navedenih u boksu. O utiscima nešto kasnije, a sada ćemo se pozabaviti samom letelicom.

Mehanika

Koncepcijski, četvrta generacija Phantoma ne razlikuje se od prethodnih modela. To je i dalje letelica sa četiri rotora (popularno: kvadkopter). Svaki rotor pogonjen je sopstvenim elektromotorom, tj. svaki od motora direktno pokreće dvokraku elisu fiksnog koraka, s tim što je smer rotacije svake elise suprotan u odnosu na susednu. Time se eliminiše rotacija letelice oko sopstvene vertikalne ose. Sličan princip primenjuje se kod helikoptera sa duplim rotorom. Elise se postavljaju po „bajonet” sistemu, laganim pritiskom nadole i okretanjem za 90 stepeni, pri čemu treba voditi računa da postoje dva para različitih elisa od koji se svaki par postavlja na određeni par motora koji je identično obeležen. Ovo je veliko unapređenje u odnosu na prethodne modele, jer je ovakav sistem fiksiranja znatno pouzdaniji. Iz navedenog je jasno da bez ikakvih reduktora i transmisije, sa čisto mehaničke strane, Phantom spada u vrlo jednostavne sprave, jer se upravljanje obavlja isključivo promenom brzine motora. To možda deluje jednostavno, ali fino manevrisanje veštačkim izazivanjem aerodinamičke nestabilnosti bilo bi nemoguće bez kompleksne elektronike koja kontroliše rad motora.

Motori su brushless tipa (bez četkica) sa stalnim magnetom. U praksi, to znači da je trenje između radnih delova svedeno na minimum i da jednostavna, ali robusna konstrukcija omogućava minimalno zagrevanje i habanje delova, pa samim tim i dug radni vek. Iako proizvođač ne navodi detaljne karakteristike, po dimenzijama se može zaključiti da su motori snažniji u odnosu na one koji su ugrađivani na modele prethodnih generacija. Pri tom su više izdignuti u odnosu na krake letelice na čijim krajevima se nalaze, u poređenju sa ranijim Phantomima, tako da su situacije u kojima se tokom leta krajevi elise vide u kadru kamere sada retkost, a ne pravilo.

Jezgro u kome se nalazi glavni deo elektronike, ali i osnovni strukturni delovi letelice izrađeni su od legure magnezijuma, čime je povećana mehanička otpornost i donekle ublažen stepen oštećenja koja mogu da nastanu prilikom padova sa manjih visina. I oplata Phantoma je poboljšana, tako da se prorezi za hlađenje internih komponenata sada nalaze samo sa donje strane. Time je omogućeno izvođenje letova i prilikom atmosferskih padavina slabijeg intenziteta, mada proizvođač i dalje ne savetuje letenje po kiši.

Glavna unapređenja Phantom je pretrpeo u svom elektronskom „mozgu” i veštačkom čulu vida, pa ćemo se time detaljnije pozabaviti u nastavku.

Elektronika

Tačan model centralnog procesora koji čini osnovu letelice nije naveden, ali kada se pogledaju sve tehničke karakteristike Phantoma jasno je da je reč o moćnom čipu. Phantom raspolaže sa vrlo bogatom elektronskom opremom koja je zadužena za izuzetno preciznu navigaciju i detekciju prepreka koje mu se mogu naći na putu. Za opštu navigaciju zaduženi su prijemnici GPS/GLONASS signala koji funkcionišu istovremeno, kako bi odstupanje od zadate pozicije bilo što manje. Pri tom se obezbeđuje prijem signala sa daleko većeg broja satelita, nego što je to slučaj kod drugih GPS prijemnika namenjenih civilnoj upotrebi, pa tako letelica najčešće prima signal sa minimum desetak satelita. Ipak, oba navedena sistema imaju predviđeno odstupanje od nekoliko metara, što je za finu i preciznu navigaciju nedovoljno. Zbog toga je Phantom opremljen dvostrukim redundantnim elektronskim kompasom, barometrom i vrlo specifičnim visinomerom. Naime, visinomer se sastoji od dve kamere i dva primopredajnika koji koriste ultrazvučne talase približne frekvencije od 40 kiloherca kako bi odredili udaljenost od podloge. Princip funkcionisanja suštinski je blizak aktivnim sonarima na podmornicama.

Ovako složen navigacijski sistem obezbeđuje autonomno lebdenje u mestu sa radijusom odstupanja od 30 centimetara i samo 10 centimetara po visini od tačke u kojoj se nalazi. Sve to čak i pri vetru brzine do 10 metara u sekundi. Naravno, ovo važi samo u idealnim uslovima koji podrazumevaju da se let obavlja na visini do 10 metara i pri dovoljno jakoj ambijentalnoj svetlosti (>300 lux). Preko te visine akustični senzori postaju neefikasni i automatski se isključuju, a ako je previše mračno kamere ne mogu da funkcionišu, čime letelica efektivno gubi svoja primarna „čula”.

Ograničenje vezano za intenzitet ambijentalne svetlosti odnosi se i na sistem za detekciju i izbegavanje prepreka. On je nešto jednostavniji od visinomera i iako raspolaže istim kamerama, uskraćen je za akustične senzore. U stanju je da detektuje prepreku na razdaljini od 15 metara pod uglom od 60 stepeni u odnosu na prednji deo letelice i u zavisnosti od izabranog režima leta izbegne prepreku ili zaustavi dalje horizontalno kretanje kada se prepreka nađe na rastojanju manjem od 70 centimetara.

Navedeni sistemi za cilj imaju pojednostavljivanje upravljanja letelicom i delimičnu automatizaciju ovog procesa, u svrhu obezbeđivanja što mirnije platforme za pravljenje snimaka. Tu dolazimo do dela bez koga ništa od prethodno navedenih podataka ne bi imalo smisla, a to je...

Kamera

Izuzetno malih dimenzija i mase, smeštena na žiroskopski stabilizovanom nosaču, kamera je jedan od glavnih aduta nove generacije Phantoma. Senzor rezolucije 12 megapiksela sposoban je da snima video zapise u rezoluciji od fantastičnih 4K ili da zabeleži najsitnije detalje u izuzetno brzim scenama snimajući brzinom od 120 frejmova u sekundi, pri punoj HD rezoluciji. Pomenuti nosač kamere (gimbal) znatno je unapređen u odnosu na prethodne generacije i obezbeđuje izuzetnu stabilnost u gotovo svim uslovima leta. Žiroskopski je stabilizovan u sve tri ose, sa vremenom odziva koje je toliko kratko da sistem reaguje skoro trenutno, čak i pri najmanjim pokretima letelice. Zbog toga snimci većinom izgledaju kao da su snimani kamerom koju nosi studijski kran, a ne letelica.

Kamera ima važnu ulogu i u navigaciji prilikom upotrebe nekog od automatskih režima leta, kada je u funkciji aktivnog senzora i letelici obezbeđuje ulazne parametre koje drugi senzori ne mogu. O tome više u narednom delu.

„Kokpit”

U domaćoj terminologiji i legislativi još uvek nije odlučeno da li je osoba koja upravlja bespilotnom letelicom njen operater, pilot ili nešto treće, ali se deo sa komandama kod svake letelice oduvek nazivao kokpitom, pa makar i fizički bio odvojen od nje. Dakle, „kokpit” se u ovom slučaju sastoji od daljinskog upravljača koji je izgledom vrlo sličan bilo kom daljincu igračaka na daljinsko upravljanje i uređaja koji se putem USB kabla povezuje sa upravljačem, a koji mora da podržava novije Android ili iOS operativne sisteme.

Uz letelicu se ne isporučuje nikakav uređaj za povezivanje sa upravljačem, a let bez njega nije moguć. Zato je potrebno obratiti pažnju prilikom odabira adekvatnog uređaja, jer neće svaki telefon ili jeftiniji tablet koji „vrti” podržanu verziju Androida biti sposoban da se izbori sa prilično zahtevnim zadatkom upravljanja letelicom. Mi smo najpre probali da povežemo redakcijski tablet – Sony Xperia Z, koji uprkos četvorojezgarnom procesoru i još uvek respektabilnim karakteristikama nije pružio iole zadovoljavajuće rezultate. Prenos slike uživo koju je beležila kamera bio je prepun artefakata i kasnio po nekoliko sekundi, a i odziv na komande bio je previše trom. U takvim uslovima let nije bio naročito prijatan, jer bi u slučaju gubitka letelice iz vidnog polja slika sa kamere bila neupotrebljiva u svrhu navigacije. Iako priključeni uređaj nema uticaja na osnovne komande kojima se upravlja letelicom, važni parametri leta prikazani su na njegovom ekranu. U slučaju da je taj uređaj previše spor da se izbori sa količinom informacija koje dobija, let Phantoma postaje let naslepo, što je krajnje nebezbedno i po letelicu i po okolinu. Zato smo tablet vrlo brzo zamenili Cat B15Q telefonom, koji se iako ne baš idealno, znatno bolje snašao u ulozi virtuelnog kokpita i omogućio nesmetano upravljanje Phantomom.

Upravljač, odnosno bazna stanica (termin pozajmljen od „velikih” bespilotnih letelica) znatno je izmenjena u odnosu na prethodne generacije. Nosač priključenog uređaja izrađen je od metala i deluje dosta robusnije u odnosu na starije modele. Fizičkih komandi nema previše i sve su vrlo intuitivno raspoređene. Elektronika je pretrpela najviše izmena, tako da uz pomoć ovog upravljača nije moguće kontrolisati Phantome ranijih generacija. Poboljšana elektronika doprinela je pojačanju signala koji je znatno otporniji na smetnje, a i povećan mu je efektivni domet. Ugrađena baterija većeg je kapaciteta i od one u samoj letelici, tako da će sa jednim punjenjem izdržati minimalno jedan čitav dan konstantnog rada i pri tom će čak dopunjavati priključeni tablet/telefon.

Pored samog upravljača, Phantomom je moguće upravljati i uz pomoć softverskih komandi. Automatsko poletanje i sletanje na lokaciju sa koje je poleteo, Phantom besprekorno obavlja. Režim automatskog praćenja odabranog objekta ili osobe, kao i leta na zadatu lokaciju koja je u vidnom polju kamere dosta je unapređen, ali je i dalje daleko od savršenog. Ipak, na otvorenom prostoru bez mnogo prepreka i prisustva drugih ljudi ili objekata sličnih dimenzija, automatika pruža zadovoljavajuće rezultate.

Phantomom se upravlja u jednom od tri ponuđena režima leta, a njihov odabir omogućen je uz pomoć namenskog prekidača na upravljaču. Pre stvarnog poletanja, moguće je uvežbavati manevre u svim režimima leta u okviru jednostavnog simulatora koji se pokreće iz samog programa na povezanom telefonu/tabletu. Jednostavan interfejs i intuitivne opcije pomoći će početnicima da savladaju osnove pre nego se odluče da provozaju pravu letelicu. Kada se odvaže da zaista polete, moraće da odaberu jedan od sledećih režima leta:

P (Positioning) režim je najlakši i najbezbedniji režim leta. Uključeni su svi zaštitni mehanizmi i senzori, horizontalna brzina ograničena je na nešto ispod 30 kilometara na čas, visina leta na 120 metara i daljina na 500 metara. Ovaj režim zahteva najmanje truda i idealan je za pravljenje savršeno mirnih snimaka i uvežbavanje letenja. S (Sport) režim je već znatno zahtevniji po pitanju veštine upravljanja. U ovom režimu Phantom „otpušta kočnice” i lagano dostiže maksimalnu brzinu od preko 70 kilometara na čas. Komande su znatno osetljivije i odzivnije, a takođe je isključen i sistem za detekciju prepreka u prednjoj polusferi. Zbog znatno oštrijeg ugla koji letelica zauzima u odnosu na horizontalnu ravan koju zaklapa telo letelice u odnosu na kameru pri velikim brzinama, u snimcima načinjenim tokom leta u Sport režimu krajevi elisa će se konstantno videti u gornjem delu snimka, tako da on nije preporučljiv za pravljenje upečatljivih snimaka, već za razonodu na prostranim terenima bez prepreka. Poslednji režim leta je A (Attitude) režim koji od pilota/operatera zahteva maksimalnu posvećenost i koncentraciju. Svi bezbednosni sistemi i automatika su isključeni i čoveku je prepuštena potpuna kontrola. Letenje u ovom režimu drastično se razlikuje od prethodna dva, najviše zbog toga što je automatsko pozicioniranje isključeno i letelica automatski održava samo visinu. Konkretno, to znači da će je i blagi povetarac odneti daleko od lokacije na kojoj je ostavljena da lebdi u mestu, pri čemu će zadržati samo zadatu visinu. U ovom režimu je isključeno i ograničenje rastojanja u odnosu na baznu stanicu, a visinsko ograničenje iznosi čak 500 metara od mesta poletanja, što krši propise svuda u svetu. Možda najvažnija stavka je isključivanje geo-fencing sistema koji onemogućava let u zoni od oko pet kilometara od registrovanih aerodroma i letelišta. Iako će sistem upozoriti korisnika na opasnost od narušavanja oblasti no-fly zona, neće ga sprečiti u tome. Ova prilično kontroverzna opcija može se opravdati postojanjem potrebe za nadgledanjem određenog prostora od strane državnih službi u nekim situacijama, ali je isto tako vrlo podložna zloupotrebama. Pravnim aspektom pozabavili smo se u izdvojenom tekstu, a sada ćemo pokušati da dočaramo kako pilotiranje Phantomom zaista izgleda.

Vežite se, polećemo

Kako je Phantom letelica bez posade, za vezivanjem nema potrebe, ali ima za nekim drugim tehničkim detaljima. Prva stvar na check listi je provera nivoa napunjenosti baterije, kako na letelici tako i na samom upravljaču. Zatim sledi provera da li su sve elise pravilno postavljene i da li mogu slobodno da se kreću. Višebojna LED indikacija na bokovima letelice ukazuje na status letelice, a za detaljno tumačenje signala valja konsultovati uputstvo za upotrebu. Kada je sve spremno, pri vrhu ekrana pojaviće se signal „safe to fly”, uz indikaciju izabranog režima i ostalih parametara od značaja za let. Neposredno nakon poletanja, nije zgoreg proveriti da li Phantom pravilno reaguje na sve komande, pošto može da se desi nehotično aktiviranje nekog od poluautomatizovanih režima leta u kom je neka od komandi namerno blokirana.

Test kome smo mi podvrgli četvorku vrlo je blizu maksimuma performansi koje može da pruži. Poletali smo sa krova zgrade „Politike” (17 spratova), blizu tornja sa mnoštvom najrazličitijih predajnika da bismo utvrdili kako funkcioniše radio-veza u uslovima snažnih interferencija. Sistem je registrovao smetnje i upozorio nas da let nastavimo uz povišen stepen opreznosti, ali je na kraju sve prošlo glatko. Leteli smo i po prilično jakom vetru i uverili se da je Phantom sposoban da izdrži i konstantno jak vetar i iznenadne udare. Sistem stabilizacije kamere nije uvek uspevao da pravovremeno reaguje i kompenzuje iznenadni nagib letelice izazvan udarom vetra, što se i vidi na nekim snimcima, ali uslovi leta svakako su prevazilazili njegove specifikacije. Sama letelica je bez problema uspevala da održi trenutnu poziciju.

Noćni let je nešto čemu Phantom nije namenjen, iako je prilično dobro opremljen za tu namenu. LED indikacija jasno je uočljiva i sa koje stotine metara udaljenosti, ali sistem izbegavanja prepreka tada ne funkcioniše, što uz izuzetno tešku ili čak nemoguću uočljivost potencijalnih prepreka ide u prilog preporuci proizvođača da se let uvek odvija u uslovima dobre vidljivosti. Čak ni načinjeni snimci i fotografije ne opravdavaju rizik noćnog leta, jer je zbog male površine objektiva kamere šum vidno izražen, a snimljeni materijal po kvalitetu nije ni blizu onog koji nastaje tokom dnevnog snimanja.

Let po kiši nije bio planiran, ali nas je kiša iznenadila. Srećom, nije se desio prolećni pljusak i Phantom je bez ikakvih problema uspeo da se bezbedno vrati i sleti. Prilično je dobro zaštićen od vlage, ali sumnjamo da bi uspeo da se odupre nešto jačem pljusku i da pri tom prođe bez oštećenja. Veliku prepreku, čak i pri laganoj kiši, predstavlja kvašenje zaštitnog stakla objektiva kamere do kog najverovatnije dolazi zbog vazdušnih vrtloga koji nastaju kretanjem prednjeg para elisa. To dovodi do situacija u kojima je staklo preplavljeno kapima kiše, pa je orijentacija na osnovu gledanja u ekran sa snimkom uživo znatno otežana. Ukratko – ne treba leteli po kiši, ali ako vas kiša iznenadi, Phantom će najverovatnije preživeti.

Nakon višednevnog druženja ostalo nam je da se teška srca pozdravimo sa „Rajkom” (da, nakon prvog uključivanja neophodno je da „krstite” svoju letelicu!) i saberemo utiske. Malo je reći da smo oduševljeni i samim letnim performansama i snimcima koje pravi Phantom 4. Deo snimljenog materijala možete da pogledate na: https://youtu.be/oqMhFiJkB3U.

Osnovni paket košta oko 1500 evra, što je i dalje nedostižno za većinu ljudi, ali amaterskim i profesionalnim fotografima ovakav vid snimanja otvara potpuno nove horizonte. Pri tom će, čak i onima koji nisu vični letenju, ugrađena automatika znatno olakšati „hvatanje” maestralnih kadrova.

Vladimir TRAJKOVIĆ