دوربین های FPV دوربین هایی کوچک، سبک و با قیمت مناسب هستند که بر روی پرنده نصب شده و ویدیوی تصویربرداری شده را به صورت زنده توسط یک فرستنده ویدیویی به گیرنده ویدیویی ارسال می کند. این نوع دوربین به عنوان دوربین کواد (و به طور کلی دوربین پهپاد) به کار می روند. دوربین FPV امکان دیدن مکانی را که پرنده در آنجا است می دهد، درست مثل اینکه پرنده چشم داشته و شما به جای آن می بینید. این تصاویر می تواند از طریق نمایشگر کنترل از راه دور، مانیتور، تلفن همراه هوشمند، تبلت یا عینک (گاگل) دریافت شود. پرنده های جدید می توانند تا 8 کیلومتر دورتر از خلبان پرواز کرده و تصاویر را ارسال کنند. پرنده های نظامی یا پرنده های high-end بالا می توانند هزاران کیلومتر دورتر عمل کنند. تصویری که خلبان ها هنگام پرواز می بینند، ویدیو های با وضوح کم از دوربین های آنالوگ FPV است. برای انتخاب بهترین دوربین FPV فاکتورهایی را باید در نظر گرفت که به آنها می پردازیم.
انتخاب دوربین FPV
دوربین FPV یکی از مهمترین اجزاء برای تصویربرداری هوایی است. تصور زنده از دوربین از طریق یک فرستنده ویدیویی ارسال می شود. فارغ از اینکه چه فرستنده ای دارید، تصویری را که در نمایشگر FPV مشاهده می کنید تنها به اندازه کیفیت دوربین تان است.
سایز و وزن دوربین FPV
اندازه و شکل دوربین مقدار سختی یا آسانی نصب دوربین را بر قاب بدنه پرنده تعیین می کند. در ابتدا دوربین های FPV در یک PCB 32x32mm بدون حفاظت بوده و دوربین های بردی نامیده می شدند. اجزاء دوربین بردی کاملا مشخص بوده و در یک تصادف به راحتی قابل صدمه دیدن بود.
بعد ها سازندگان تصمیم گرفتند اجزاء الکترونیکی را در محفظه ای قرار دهند که امروزه استاندارد شده است.
چهار اندازه اصلی وجود دارند. هر سایز طول متفاوتی برای نصب دارد لذا مهم است که چک کنید کدام سایز دوربین مناسب فریم تان است.
- استاندارد (28mm)
- مینی (21mm)
- میکرو (19mm)
- نانو (هر سایزی که کوچکتر از میکرو باشد-هنوز استاندارد بندی نشده است)
یک دوربین FPV می تواند وزنی حدود 4-20 گرم داشته باشد.
دوربین های FPV مجتمع (AIO) نیز موجودند که فرستنده ویدیویی یکپارچه با خود دارند. این دوربین ها فرم-فاکتور بسیار کوچکی داشته و بسیار سبک هستند. هرچند که کیفیت و برد خیلی خوبی ندارند. این دوربین ها معمولا برای پرنده های سایز میکرو ساخته شده و به طور نرمال از آنها در پرنده های بزرگتر استفاده نمی شود.
CCD و CMOS – انواع سنسور های تصویری
CCD و CMOS دو نوع اصلی سنسور های تصویری در دوربین های FPV است که هر کدام دارای ویژگی ها و مزایای یکتا هستند.
CCD تکنولوژی قدیمی تر بوده و سنسور تصوری go-to در دوربین های FPV بوده است. امروزه بیشتر دوربین های FPV از CMOS استفاده کرده و دائما بهبود می یابند. موافقان و مخالفانی برای هر کدام وجود دارد.
CCD
- لرزش کمتر تصویر بخاطر استفاده از global shutter (اسکن کل تصویر در یک آن)
- نویز دیجیتال کمتر در نور کم
- عموما رنگ گرم تر
CMOS
- latency کمتر (تاخیر پدیدار شدن تصویر در نمایشگر)
- رزولوشن بالاتر، و البته امکان نویز دیجیتال بیشتر
- رنگ تصویر طبیعی تر
- دوربین های کم نور/دید در شب تمایل بیشتری به استفاده از CMOS دارند
- در گل قیمت ساخت کمتر – لذا ارزانترین دوربین های FPV معمولا CMOS هستند
- مستعد بیشتر برای لرزش به علت شاتر زمان بر
امروزه دوربین های CMOS می توانند به خوبی CCD عمل کنند. این موضوع درباره دوربین های باکیفیت صادق است.
نسبت ابعاد (Aspect ratio)
دو نسبت در انتخاب دوربین FPV موجود است: 4:3 و 16:9. نسبت ابعاد ارتباطی به رزولوشن ندارد و تنها تفاوت در شکل های مختلف نمایشگر است.
4:3 مربعی تر و مشابه CRT های قدیمی است و 16:9 کشیده تر و مشابه نمایشگر های جدید است.
هیچوقت بهترین وجود ندارد. بسته به اینکه نمایشگر ها و گاگل شما چه ابعادی را پشتیبانی می کند، انتخاب کنید. اگر دوربین 4:3 بوده و گاگل 16:9 باشد، تصویر کش آمده و اگر برعکس باشد، تصویر بریده شده خواهد بود.
نسبت تصویر مستقیما بر دید خارجی تاثیر ندارد، یعنی دوربین 16:9 لزوما وسعت بیشتری از منظره را به شما نمی دهد. این در واقع به لنز و سنسور تصویر دوربین بستگی دارد که بعدا درباره اش صحبت خواهد شد.
خوب است بدانیم که سنسور های CMOS نسبت ذاتی 16:9 داشته و CCD نسبت 4:3 دارد. بعضی CMOS ها امکان انتخاب بین 16:9 و 4:3 را می دهند، اما 4:3 پدید آمده از بریدن تصویر 16:9 بدست آمده که در نتیجه آن میدان دید کمتری را دریافت خواهید کرد.
میدان دید دوربین FPV (FOV) – عرض کانونی لنز
در انتخاب دوربین FPV بعضی اوقات گزینه های لنز با عرض کانونی متفاوت خواهید داشت. فاصله کانونی متفاوت، میدان دید متفاوت (FOV) می دهد.
با یک تخمین تقریبی داریم:
فاصله کانونی لنز (mm) | FOV تقریبی ( ° ) |
| 1.8 | 160-170 |
| 2.1 | 150-160 |
| 2.5 | 140-150 |
| 2.5 | 130-140 |
| 2.8 | 120-130 |
| 3 | 110-120 |
توجه داشته باشید که عرض کانونی لنز با FOV برابر نیست. FOV حاصل طول کانونی لنز و اندازه سنسور است. بنابراین دانستن اینکه چه FOV نیاز است از دانستن عرض کانونی هنگام خرید دوربین مهمتر است.
هرچه FOV عریض تر باشد، می توان محیط بیشتری را دید که این هنگام پرواز در نزدیک و مسابقه مهمتر است. هرچند اگر FOV خیلی عریض باشد، تصویر بهم ریخته تر خواهد بود که این، اثر چشم ماهی نامیده می شود. اشیاء در مرکز، کوچکتر و دورتر از واقعیت ظاهر شده و گوشه های تصویر، انحنادار و بهم ریخته ظاهر می شود.
130-150 درجه با لنز 2.1-2.5mm برای FPV گزینه خوبی به نظر می رسد.
می توان لنز دوربین FPV را برای دریافت FPV یا کیفیت تصویر متفاوت تغییر داد.
محدوده دینامیکی وسیع (WDR)
با محدوده دینامیکی وسیع (WDR)، دوربین می تواند جزئیات هر دو محیط تاریک و روشن در یک تصویر را بهتر نمایش دهد. در اینجا نمونه ای آورده شده است.
همانطور که در تصویر سمت چپ مشاهده می شود، under exposed بوده و خورشید و ابر ها به خوبی مشاهده می شوند، اما درخت و بوته ها تاریک هشتند. در سمت راست، تصویری داریم که یک مقدار over exposed بوده و درخت و بوته ها قابل مشاهده اند، اما نور آسمان اغراق شده است. تصویر وسط یک WDR خوب را دارا می باشد که در آن میتوان ابرها و درختان را به خوبی مشاهده کرد.
وقتی با مفهوم WDR آشنا شدید، اهمیت آن را درک خواهید کرد. چراکه با WDR خوب می توان تصویر خوبی را هنگام پرواز داشت.
هرچند که دوربین های با WDR خوب معمولا دارای کنتراست کمتر و تصویر رنگ و رو رفته هستند.
حذف/حساس به مادون قرمز
معمولا چه در دوربین های FPV چه دوربین های معمولی، یک فیلتر حذف مادون قرمز درون خود دارند. فیلتر حذف IR از رسیدن نور مادون قرمز به سنسور دوربین جلوگیری می کند چراکه نور مادون قرمز می تواند تصویر را مقداری مات کند. با افزودن فیلتر حذف مادون قرمز، ویدیو رنگ های شفاف و بسیار واضح تری خواهد داشت. خیلی بهتر است که یک دوربین FPV دارای فیلتر حذف مادون قرمز انتخاب شود.
اما در نظر بگیرید که در بعضی شرایط، نیاز به دوربین حساس به مادون قرمز مخصوصا در نور کم دارید. دوربین های حساس به مادون قرمز از آنجایی که نور بیشتری را جذب می کنند امکان دید بهتر را در هنگام غروب و قبل از طلوع آفتاب می دهند. البته در این صورت دیگر تصور با شفافیت حالت فیلتر شده ندارید.
در این مواقع بهترین دوربین، دوربینی است که امکان انتخاب بین این دو حالت را می دهد.