В системах дронов с видом от первого лица (FPV) объектив играет ключевую роль в определении чёткости изображения, задержки, угла обзора и общей визуальной обратной связи во время полёта. Поскольку дроны с видом от первого лица (FPV) продолжают использоваться в фристайле, гонках, кинематографии, картографии и обучении, понимание того, как… FPV-объектив разработан и какие технические параметры имеют значение, может помочь пользователям выбрать более подходящие оптические решения для своих сценариев применения.

В этой статье представлены основные характеристики Объектив для FPV-дрона, а также соображения оптической конструкции, влияющие на восприятие полета в реальном времени.

1. Поле зрения (FOV): основа восприятия FPV

Поле зрения определяет, какая часть окружающей среды видна на изображении с камеры.

Для полетов FPV, особенно гонок и фристайла, пилоты обычно предпочитают:

Сверхширокий угол обзора (эквивалент 150°–180°)

Обеспечивает лучшую пространственную ориентацию и более плавное маневрирование

Управление искажениями в широкоугольном режиме

Гарантирует, что изображение остается узнаваемым и естественным даже при быстрых движениях.

Хорошо спроектированный сверхширокоугольный объектив сочетает в себе широкий охват с приемлемым уровнем искажений, предоставляя пилотам стабильные визуальные подсказки.

2. Оптическое разрешение и резкость изображения

Разрешение влияет на то, насколько четко камера фиксирует текстуры, положения и детали.

Ключевые факторы включают в себя:

Разрешающая способность объектива (показатели MTF)

Уровень оптических искажений

Контроль хроматической аберрации

Совместимость с сенсорами (1/1,8", 1/2", 1/3" и т. д.)

Объектив FPV-дрона с высоким разрешением должен обеспечивать постоянную резкость по всему изображению, включая края, поскольку четкость периферийных участков имеет решающее значение при широкоугольной съемке FPV.

3. Задержка и эффективность оптической передачи

На задержку в FPV-системах влияют как камера, так и оптический объектив.

Конструкция линз косвенно влияет на задержку через:

Эффективность пропускания света (значение T)

Качество покрытия

Внутренние отражения и контроль рассеянного света

Объектив с высокой светопропускаемостью позволяет датчику быстрее получать достаточно информации, что обеспечивает передачу FPV-видео с малой задержкой.

4. Размер диафрагмы и эффективность при слабом освещении

Полеты FPV часто происходят в условиях переменного освещения — в закрытых помещениях, при закате солнца, в туннелях или на затененных открытых площадках.

Большая диафрагма (например, F1.6 – F2.0) позволяет:

Улучшенная видимость при слабом освещении

Уменьшение шума от датчика

Более стабильная экспозиция при быстрых переходах

В сочетании с соответствующими антибликовыми покрытиями линзы могут обеспечивать четкое изображение как в ярких, так и в темных условиях.

5. Материалы линз и прочность конструкции

FPV-дроны испытывают вибрацию, резкие ускорения и периодические удары. Поэтому физическая структура объектива так же важна, как и его оптические характеристики.

Необходимо учитывать следующее:

Стеклянные и гибридные (стекло + смола) элементы

Материал оправы объектива (алюминий, ПК/АБС, композитные материалы)

Устойчивость к перепадам температур

Требования к весу для балансировки дрона

Стабильная оптическая структура обеспечивает постоянную фокусировку при многократных полетах.

6. Совместимость сенсоров и формат изображения

Различные системы FPV используют разные размеры сенсоров и соотношения сторон.

Соответствие объектива сенсору обеспечивает:

Правильное заднее фокусное расстояние

Оптимальное покрытие без виньетирования

Точное положение фокуса

Правильное использование полного динамического диапазона датчика

Форматы сенсоров, обычно используемые в FPV, включают: 1/3", 1/2", 1/1,8" CMOS.

7. Выбор линз в зависимости от области применения

Различные варианты использования FPV требуют различных оптических приоритетов:

Фристайл FPV

Широкий угол обзора

Высокая стабильность изображения

Контролируемое искажение

FPV-гонки

Чрезвычайно низкая задержка

Быстрая адаптация к свету

Четкость от края до края

Кинематографический FPV

Более высокое разрешение

Изображение с низким уровнем искажений

Точность цветопередачи

Промышленный FPV

Высокая контрастность

Стабильные оптические характеристики

Прочная конструкция корпуса