ड्रोन कैसे काम करते हैं?
How Do Drones Work?
पिछले दशक में, हमने - की उपलब्धता में वृद्धि देखी है और कई अलग-अलग तकनीकों की लागत में कमी आई है। सबसे अच्छे और सबसे रोमांचक में से एक सस्ती मानव रहित हवाई वाहनों (यूएवी) की व्यापक उपलब्धता है - जिसे ड्रोन के रूप में भी जाना जाता है। केवल कुछ सौ डॉलर के लिए, आप एक ड्रोन खरीद सकते हैं जो उच्च गुणवत्ता वाले फ़ोटो और वीडियो ले सकता है, जबकि लगभग खुद ही उड़ रहा है। और आप अपने स्मार्टफोन से पूरे ऑपरेशन को नियंत्रित कर सकते हैं।
हालांकि वे सरल दिख सकते हैं, ड्रोन को वास्तव में आसानी से उड़ान भरने के लिए परिष्कृत सॉफ्टवेयर की एक उचित बिट की आवश्यकता होती है। सेंसर, कैमरा, मोटर्स और रेडियो की एक सरणी को एक साथ काम करने की आवश्यकता है ताकि ड्रोन को जमीन से नियंत्रित किया जा सके और दुर्घटनाग्रस्त हुए बिना उड़ सके। इस लेख में, हम कुछ ऐसे टेक को देखते हैं जो ड्रोन का काम करते हैं और यह संभव बनाता है सॉफ्टवेयर।
Navigation, Positioning and Stability - The Keys to Smooth Drone Flight
नेविगेशन, पोजिशनिंग और स्टेबिलिटी - द कीज़ टू स्मूथ ड्रोन फ़्लाइट
कई ड्रोन में ऐसी विशेषताएं होती हैं जो उन्हें एक निर्धारित पैटर्न उड़ाने, वेपाइंट के रूप में ज्ञात पूर्व निर्धारित स्थानों से उड़ान भरने, या ऑपरेटर द्वारा पूछे जाने पर या बैटरी कम चलने पर घर लौटने की अनुमति देती है। इन सभी विशेषताओं के लिए ड्रोन की आवश्यकता होती है यह जानने के लिए कि यह हर समय कहाँ है।
अधिकांश ड्रोनों में जीपीएस या ग्लोनास जैसे उपग्रह पोजिशनिंग सिस्टम शामिल हैं। एक बार ड्रोन कई उपग्रहों से सिग्नल पर लॉक हो जाता है, यह ठीक-ठीक बता सकता है कि यह धरती पर कहां है, और इसके "होम बेस" लोकेशन जैसी चीजों को याद रखें। ड्रोन को विशिष्ट स्थानों पर उड़ान भरने के लिए भी सेट किया जा सकता है, या यहां तक कि कई स्थानों के माध्यम से एक सेट पैटर्न में भी उड़ सकता है।
लेकिन ड्रोन को हवा में रखने के लिए जीपीएस ही पर्याप्त नहीं है। ड्रोन को हवा में रखने के लिए अन्य फ्लाइट सेंसर और नेविगेशन सिस्टम की एक सरणी एक साथ काम करती है। इनमें से सबसे महत्वपूर्ण जड़ता माप इकाई, या IMU है।
The Drone’s Inertial Measurement Unit
ड्रोन की जड़त्वीय मापन इकाई
ड्रोन का "मस्तिष्क" इसकी जड़त्वीय माप इकाई या IMU है। आईएमयू सेंसर का एक संग्रह है जो ड्रोन को 3 डी अंतरिक्ष में नेविगेट करने की अनुमति देता है। एक IMU में गायरोस्कोप, एक्सेलेरोमीटर और कभी-कभी मैग्नेटोमीटर होते हैं। जाइरोस्कोप्स आईएमओयू को रोल, पिच और यव सहित दृष्टिकोण में परिवर्तन का पता लगाने की अनुमति देते हैं। एक्सेलेरोमीटर त्वरण में परिवर्तन का पता लगाता है - किसी भी दिशा में धीमा या तेज। और मैग्नेटोमीटर, जो एक इलेक्ट्रॉनिक कम्पास है, आईएमयू को यह निर्धारित करने में मदद कर सकता है कि यह किस दिशा में बताया गया है। यह IMU को त्रुटियों के लिए सही करने में मदद कर सकता है जो इसे पूरे उड़ान में जमा करता है।
IMU ड्रोन के सॉफ्टवेयर को अपनी उड़ान विशेषताओं को नियंत्रित करने की अनुमति देने में महत्वपूर्ण है। उदाहरण के लिए, एक ड्रोन को बिना हिलाए एक स्थान पर मंडराने की आज्ञा दी जा सकती है। यह केवल सभी मोटरों को समान गति से घूमते हुए रखने की बात नहीं है। हवा, यहां तक कि एक हल्की हवा का मतलब है कि ड्रोन को लगातार खुद को समायोजित करने की आवश्यकता है ताकि वह उसी स्थान पर हो सके। IMU स्थिति में बहुत छोटे बदलावों का पता लगाकर, और फिर उड़ान नियंत्रक को खिलाता है। नियंत्रक तब मोटर्स को समायोजित कर सकता है ताकि ड्रोन हवा के झोंके के दौरान भी उसी स्थिति में रहे।
लेकिन IMU ड्रोन को पेड़ों, इमारतों और यहां तक कि अन्य उड़ने वाली वस्तुओं से बचने में मदद नहीं करेगा - लेकिन अन्य सेंसर भी हैं जो ऐसा कर सकते हैं।
New Drone Technologies: Obstacle Avoidance and AI
नई ड्रोन टेक्नोलॉजीज: बाधा निवारण और एआई
ड्रोन तकनीक के कुछ नवीनतम विकास में बाधाओं से स्वचालित रूप से बचने के लिए विशेष सेंसर का उपयोग शामिल है। इन सेंसर में कैमरा, इन्फ्रारेड, अल्ट्रासोनिक और रडार सेंसर शामिल हैं। ये सेंसर एक बड़ी मात्रा में डेटा का उत्पादन करते हैं जिन्हें वास्तविक समय में संसाधित करने की आवश्यकता होती है और फिर काम करने में बाधा से बचने के लिए कार्य किया जाता है।
ऐसा करने के लिए, कुछ ड्रोनों में अब कृत्रिम बुद्धिमत्ता (एआई) या मशीन सीखने की क्षमता है। यह उन्हें पेड़ों, बिजली लाइनों या इमारतों की तरह वास्तविक समय में बाधाओं को "देखने" की अनुमति देता है। फिर ड्रोन कार्रवाई कर सकता है, जैसे एक अलग मार्ग उड़ना या ऑपरेटर को निंदात्मक कार्रवाई करने के लिए सचेत करना। यह आधुनिक ड्रोन को उड़ान भरने के लिए और भी आसान बनाता है, और उन्हें पूर्ण स्वायत्त उड़ान के करीब भी लाता है।
Drone Communication and Imaging
ड्रोन कम्युनिकेशन एंड इमेजिंग
परिभाषा के अनुसार, मानवरहित हवाई वाहनों में एक ऑपरेटर नहीं होता है। इसलिए उन्हें रेडियो लिंक के माध्यम से जमीन से नियंत्रित किया जाना चाहिए।
पुराने दिनों में, मॉडल विमानों को सरल एकल-चैनल रेडियो द्वारा नियंत्रित किया जाता था। इसने कंट्रोलर को रिमोट कंट्रोलर से विमान को नियंत्रित करने की अनुमति दी, जिस तरह की जॉयस्टिक और उससे बाहर एक लंबा एंटीना चिपका हुआ था। लेकिन आज के ड्रोन बहुत अधिक परिष्कृत हैं। विमान को सीधे नियंत्रित करने के बजाय, एक ड्रोन पायलट विमान को बताता है कि उसे क्या करना है, और फिर सॉफ्टवेयर यह तय करता है कि ऐसा करने के लिए उसे क्या करना है।
आधुनिक ड्रोन भी दोतरफा संचार को शामिल करते हैं। यह ऑपरेटर को ड्रोन से टेलीमेट्री प्राप्त करने की अनुमति देता है। उदाहरण के लिए, ऑपरेटर ड्रोन की ऊंचाई, उसकी गति और उसकी बैटरी स्तर देख सकता है, साथ ही ड्रोन के सॉफ़्टवेयर का पता लगा सकता है। यह द्विदिश संचार भी उड़ान के दौरान और उड़ान के दौरान कम समस्याओं के लिए बनाता है।
Aerial Photography with Drones
ड्रोन के साथ एरियल फोटोग्राफी
आज ड्रोन के लिए सबसे लोकप्रिय उपयोगों में से एक हवाई फोटोग्राफी है। रिकॉर्डिंग वीडियो और स्टिल फोटो के लिए ड्रोन को उच्च-गुणवत्ता वाले कैमरों से सुसज्जित किया जा सकता है। परिणामी छवियों का उपयोग फिल्मों, विज्ञापनों, वेबसाइटों और अन्य कई स्थानों में नाटकीय प्रभाव के लिए किया जा सकता है।
चिकनी वीडियो को पकड़ने के लिए, कैमरे को माउंट करने के लिए एक जिम्बल तंत्र का उपयोग किया जाता है। एक जिम्बल एक प्रकार का रिवर्स जाइरोस्कोप है - इसे ड्रोन के शरीर की गति से स्वतंत्र रूप से स्थानांतरित किया जा सकता है। इस तरह, कैमरे द्वारा शूट की गई छवियां ड्रोन की मोटरों के कंपन या हवा या दिशा परिवर्तन के कारण किसी भी अचानक आंदोलनों से प्रभावित नहीं होती हैं। परिणाम हवा में उच्च से एक पूरी तरह से चिकनी वीडियो शॉट है।
ड्रोन की गति और दिशा में परिवर्तन की भरपाई के लिए जिम्बल को ड्रोन के IMU से प्रतिक्रिया की आवश्यकता है। तो वास्तविक समय प्रसंस्करण सॉफ्टवेयर गति में किसी भी परिवर्तन के जवाब में कैमरा जिम्बल माउंट को स्थानांतरित करने का काम करता है। इसके अतिरिक्त, कैमरे को नीचे जमीन पर एक वीडियो फ़ीड भेजने की आवश्यकता होती है ताकि ऑपरेटर देख सके कि ड्रोन क्या देखता है। इस पहले व्यक्ति के दृश्य को ठीक से काम करने के लिए अतिरिक्त प्रसंस्करण और रेडियो बैंडविड्थ की आवश्यकता होती है।
Drone Software Programming
ड्रोन सॉफ्टवेयर प्रोग्रामिंग
जैसे ही वे संचालित होते हैं, ड्रोन को ठीक से काम करने के लिए परिष्कृत, जटिल सॉफ़्टवेयर की आवश्यकता होती है। ड्रोन पर चलने वाले सॉफ़्टवेयर, जिसे फर्मवेयर के रूप में जाना जाता है, को विभिन्न सेंसर से सभी इनपुटों को संसाधित करने और ड्रोन की उड़ान के लिए समायोजन करने के लिए वास्तविक समय में संचालित करने की आवश्यकता है।
टक्कर परिहार सुविधाओं से लैस ड्रोन को और भी अधिक प्रसंस्करण की आवश्यकता होती है, ताकि वे बाधाओं की पहचान कर सकें और उनसे बचने के लिए उचित कार्रवाई कर सकें। उड़ान सेंसर और नियंत्रण के अलावा, ड्रोन के सॉफ्टवेयर को जमीन पर ऑपरेटर के साथ वास्तविक समय के संचार को संभालने की आवश्यकता होती है, साथ ही ड्रोन पर कैमरा या अन्य प्रणालियों के लिए नियंत्रण भी होता है।
जितनी जल्दी हो सके इस सभी प्रसंस्करण के लिए, ड्रोन फर्मवेयर अक्सर सी या सी ++ जैसी बहुत ही निम्न-स्तरीय प्रोग्रामिंग भाषाओं में लिखा जाता है। चलाने के लिए पायथन या जावा जैसी भाषाओं के विपरीत, C और C ++ को एक दूसरे सॉफ़्टवेयर की आवश्यकता नहीं है, जिसे इंटरप्रेटर कहा जाता है। जबकि यह उनमें प्रोग्रामिंग को और अधिक जटिल बनाता है, इसका मतलब है कि ये कार्यक्रम बहुत तेजी से निष्पादित करते हैं, और ड्रोन नियंत्रण के लिए आवश्यक वास्तविक समय के फैसलों को संभाल सकते हैं।
बुनियादी उड़ान नियंत्रण के अलावा, कई ड्रोन्स में अब बाधा से बचने और स्वायत्त उड़ान जैसी उन्नत विशेषताएं हैं। इन विशेषताओं को लागू करने के लिए, कुछ ड्रोन में एआई और मशीन सीखने की क्षमता होती है। यह ड्रोन को पेड़ों, इमारतों और अन्य बाधाओं से बचने के लिए अपने उड़ान पैटर्न के बारे में बुद्धिमान निर्णय लेने की अनुमति देता है। इसके अलावा, उन्हें ऑपरेटर के हस्तक्षेप के बिना पूर्व-सेट पैटर्न उड़ाने के लिए सेट किया जा सकता है। यह आज के ड्रोन को पहले से अधिक आसान बनाता है।
चूंकि ड्रोन कुछ उड़ान निर्णय लेने में सक्षम है, इसलिए इसे जमीन से नियंत्रित करने वाले सॉफ़्टवेयर को वास्तविक समय की आवश्यकता नहीं है। यह स्मार्टफोन एप्लिकेशन के उपयोग की अनुमति देता है जो ड्रोन की उड़ान के सभी पहलुओं को नियंत्रित कर सकते हैं और ऑपरेटर को टेलीमेट्री प्रदर्शित कर सकते हैं। ये ऐप एंड्रॉइड के लिए जावा और आईओएस के लिए स्विफ्ट जैसी मानक प्रोग्रामिंग भाषाओं में लिखे गए हैं।
ड्रोन देखने में मज़ेदार हैं और उड़ान भरने के लिए और भी रोमांचक। अब, अगली बार जब आप एक ड्रोन को उड़ते हुए देखते हैं, तो आपको ठीक से पता चल जाएगा कि यह क्या कर रहा है और यह किस तरह का सॉफ्टवेयर है।
Comments
Post a Comment