Мультикоптер — это общее название летательных аппаратов с несколькими несущими винтами (роторами) , как правило, роторов может быть 3, 4, 6, 8 или 12, вращаются они диагонально в противоположных направлениях (за исключением трикоптера) для компенсации реактивных моментов этих роторов. По сути, мультикоптер является многовинтовым вертолетом.

Первые мультикоптеры. Квадрокоптер Ботезата 1923г

Мультикоптеры, или же многовинтовые вертолеты (как их было принято тогда называть), разрабатывались еще в те времена, когда проектировались первые вертолеты, но реализация таких конструкций была намного сложнее, чем обычных вертолетов, поскольку сложной задачей являлась реализация трансмиссии , которая могла бы от одного мотора передавать крутящий момент сразу нескольким роторам. При этом надо либо дифференцированно подавать крутящий момент на роторы, либо делать управляющие рули под роторами. Поэтому изобретение хвостового ротора вертолета и автомата перекоса вынудило забросить это направление как неперспективное на тот момент.

Появление первых электрических мультикоптеров в 2000-х годах.

Трикоптер. Один из первых мультикоптеров.

 Были и позже определенные попытки создания таких аппаратов, но вторую жизнь эта идея получила у авиомоделистов, когда стала широко доступна модельная электроника и аппаратура радиоуправления. Первыми получили распространение самодельные трикоптеры благодаря тому, что для реализации такой схемы не нужно было никакого специфического контролера, только модельные бесколлекторные двигатели, регуляторы оборотов, вертолетные гироскопы и сервомашинка для реализации поворотного управляющего узла.

Первые доступные аэрофотосъемки.

Именно с этого момента мультикоптеры «грянули в массы»! Они были просты и не очень затратны в изготовлении. Естественно народ тут же захотел увидеть что-нибудь с высоты птичьего полета, для чего стали приделывать всяческие легкие и миниатюрные фотоаппараты, видеокамеры и даже телефоны к этим летающим аппаратам. Появилисъ первые доступные простому человеку аэрофотоснимки. Конечно, аэрофотосъемка с радиоуправляемых вертолетов существовала и до появления мультикоптеров, но все это было гораздо сложнее и дороже, было много ограничений.

Один из первых полетных контролеров для мультикоптера.

Прошло совсем немного времени и появилось масса микроконтроллеров («мозгов» для коптеров) на основе распостраненных микропроцессоров обычной радиоэлектроники, в которые можно было записывать программный код, способный правильно управлять определенным числом моторов мультикоптера.

Первые контролеры поялись моделистами-радиолюбителями самостоятельно, а платки датчиков выдирались из модельных вертолетных гироскопов. Но мучения моделистов быстро закончились, поскольку китайцы рьяно взялись за новое направление и наводнили рынок массой готовых  полетных контролеров.

Появления немецкого полетного контролера Mikrokopter.

Немецкий полетный контролер Mikrokopter для мультикоптеров

Появление немецкого полетного контролера для мультикоптеров от Mikrokopter позолило достичь совершенно новых возможностей. С этими «мозгами» мультикоптеры были способны удерживать позицию по GPS, делать автономную посадку и автовозврат в случае потери сигнала, да и вообще, обладали большинством всех тех возможностей, которыми обладают современные мультикоптеры.

Наверно именно с появлением этого контролера можно связывать появление аэрофотосъемки с беспилотных мультикоптеров как профессионального вида деятельности. Стали появляться профессиональные команды по аэрофотосъемку, которые предлагали качественные услуги по съемке фото с высоты, созданию видеороликов с воздуха и съемке панорам.

Но эти контролеры были не без недостатков. Во-первых, стоимость их была велика, только один полетный контролер стоил не меньше 1000$. Во-вторых, он состоял из множества плат, которые собирались большим «бутербродом» и все это требовало навыков пайки и начальных знаний радиоэлектроники. В-третьих, настройка этого контролера была весьма сложной и не обходилась без «танцев с бубном».

Революция от DJI-Innovations. Профессиональные полетные контролеры для мультикоптеров.

Революционный полетный контролер для мультикоптеров от DJI-Innovations

Следующий шаг после немцев, как ни странно, совершили китайцы в лице компании DJI-Innovations (которая по слухам ранее занималась беспилотниками для военных). Революция заключалась в том, что их полетный контролер был вполне оформленным продуктом, элементы которого нужно было лишь соединить коннекторами между собой без какой либо пайки, а программа настройки была легка и понятна практически каждому, при этом возможности этого контролера превышали по многим параметрам разработки немецкого Mikrokopter . Стоимость этого контролера (DJI Wookong-m) была тоже не маленькой, но простота настройки и управления, а также его надежность и возможности родкупали многих! Не нужно было возиться с настройкой нескольких десятков пидов (PID), всего лишь требовалось настроить 3-5 базовых чувствительностей и выбрать на наглядных картинках конфигурацию своего коптера.

Доступный и надежный контролер «в массы»- Naza от DJI-Innovations!

DJI Naza — доступный и надежный контролер для мультикоптеров от DJI

Еще один  значимый шаг в истории развития мультикоптеров  совершили опять же DJI-Innovations, которые на этот раз выпустили дешевый, надежный и доступный многим «младший» контролер для мультикоптеров, который обладал большинством возможностей своего «старшего» профессионального собрата. Таким контролером стала Naza от DJI-Innovations.

С появлением этого контролера иметь свой собственный мультикоптер для развлечений (в качестве хобби) смоли многие. Также появилось очень много любителей, которые стали  предлагать свои услуги по аэрофотосъемке.

Теперь поднять камеру в воздух и сделать аэроснимок может любой желающий пи наличии у него 15-30 тыс. руб., но, как говорится, «камера есть у всех, но Фотографов единицы»!  Также и в области аэрофотосъемок —  коптер, способный поднять камеру есть у многих, но команд, которые могут предоставить действительно качественные услуги аэрофотосъемки — единицы!

Первые шаги.

Аэрофотосъемка – это фотографирование земной поверхности при помощи  летательного аппарата, который тяжелее, чем воздух.

Употребление термина «аэрофотосъемка» можно встретить с начала XX столетия и связано это было с использованием самолета в качестве летательного аппарата для получения фотографий с воздуха. Однако сам же процесс получения фото с высоты возник еще задолго до этого – ранее использовались аэростаты для аэрофотосъемки.

Важным этапом послужило изобретение мокрого коллодионного процесса (1851 г.), вытеснившего дагерротипию, что послужило широкому применению фотографического процесса в разных областях науки и техники. Именно тогда и начались эксперименты по получению фото с высоты с применением как привязанных воздушных шаров, так и свободнолетающих аэростатов.

В 1885 году А.М. Кованько возглавляет Воздухоплавательную команду в России, на базе которой через два года формируется Учебный воздухоплавательный парк, где офицеры обучались аэронавтике и воздушному фотографированию.

Опыт первой аэрофотосъемки в России.

Аэрофотосъемка — первая специализированная камера для съемки с воздушных шаров. А.М. Кованько

Опыт первой фотосъемки с воздуха был произведен А.М. Кованько над Санкт-Петербургом 18 мая 1886 года. Именно этот момент и принято считать началом развития аэрофотосъемки в нашей стране – России. Первый аэрофотоснимок был сделан на высоте 800 метров.

Буквально через 2 месяца был осуществлен уже второй экспериментальный полет на воздушном шаре, принадлежавшем Русскому техническому обществу. В развитии воздухоплавания и аэрофотосъемки это общество сыграло весьма значительную роль. Душой и организатором воздухоплавательного отдела был гениальный русский ученый профессор С.-Петербургского университета Д. И. Менделеев.

Также значительный вклад в дело съемки фото с высоты сыграл В. И. Срезневский из фотографического отдела Русского технического общества. Именно от сконструировал специальную камеру для воздушной съемки. Важным нововведением было то, что объектив этой камеры был уже заранее сфокусирован на бесконечность и надежно закреплен, что избавляло от необходимости производить фокусировку каждый раз, а также камера для аэрофотосъемки была оснащена компасом для ориентирования и отсчета азимута снимка. В качестве кассет на одну пластинку форматом 24X24 см использовались специальные светонепроницаемые чехлы из прорезиненной ткани с белой наклейкой для записей карандашом условий съемки. Фотопластинка вводилась в камеру и вынималась из нее через боковую прорезь. Перезарядка камеры в полете сопровождалась перемещением ее вдоль кронштейнов. Таков был первый отечественный аппарат — предок современных аэрофотоаппаратов.

Получение фото с высоты при помощи привязных воздушных шаров и змеев.

Аэрофотосъемка с привязных шаров и воздушных змеев

Параллельным процессом в конце 90-х годов XIX века шло развитие привязных шаров для совершения аэрофотосъемки, причем предпочтение отдавалось именно этому способу, поскольку в этом случае удавалось контролировать процесс передвижения и производить аэрофотосъемку именно того объекта, которого было нужно. Они были весьма просты в устройстве и эксплуатации, что привело к появлению своеобразного «спортивного» движения фотографов-любителей по аэрофотосъемке.

В случае с привязными шарами и воздушными змеями явным стал вопрос автоматизации процесса получения фото с высоты. Появлялась масса изобретений по отложенному спуску экспозиции фотоаппарата, а также по способу доставки фотоаппарата в небо. Часто сначала запускался воздушный змей и потом при помощи парусных тележек фотоаппарат для аэрофотосъемки поднимался по лееру наверх.

Применение многообъективных камер для аэрофотосъемки и первые панорамы.

Возникает задача более продуктивного процесса аэрофотосъемки с неуправляемых воздушных змеев и шаров. Мысль развивается в сторону увеличения площади охвата за одну экспозицию. Замечательный русский инженер Р. Ю. Тиле успешно решает эту задачу.

Аэрофотосъемка — первая панорамная камера — «панорамограф» Р. Ю. Тиле

В то время он работал в министерстве путей сообщения и занимался фототопографическими работами для железнодорожных изысканий. Он приходит к мысли о применении аэрофотосъемки для этого. Фотоаппарат перемещался вдоль исследуемого участка железнодорожной трассы при помощи воздушного шара или змея и давал непрерывную панорамную картинку местности с воздуха.

Первый прототип был создан в 1898 году, но реально пригодной для панорамной аэрофотосъемки камера получилась лишь в четвертом исправлении конструкции. Этот многообъективный автоматический фотоаппарат для панорамной съемки с воздуха Р. Ю. Тиле впоследствии назовет «панорамографом».
Аппарат представлял из себя конструкцию из шести наклонных камер, сгруппированных вокруг центральной, седьмой, камеры. Оптические оси боковых камер составляли с линией горизонта углы, равные 30°. Таким образом, при размере каждой фотопластинки в 14X14 см и длине фокусного расстояния объективов в 95 мм, боковые камеры фотографировали линию видимого горизонта, что давало возможность построить по ним ортогональный план, пользуясь изобретенным Тиле специальным прибором – «перспектометром». Прикладные рамки камер Тиле снабдил зубчатыми координатными метками, позволяющими построить на снимках прямоугольную систему координат.

Весьма оригинально осуществил Тиле автоматизацию аппарата, применив для этого им же изобретенный электронивелир. В момент, когда оптическая ось центральной камеры занимала отвесное положение, этот прибор приводил в действие электрические затворы.
Для предотвращения произвольного вращения аппарата для аэрофотосъемки Тиле использовал флюгер. На тот момент изобретенная конструкция Тиле являлась самой совершенной в мире! После такого удачного изобретения «панорамограф» Тиле распространился в различных вариациях и во многих других странах.

Такими были этапы начального развития аэрофотосъемки в России , а также зарождение такого направления как панорамная аэрофотосъемка.