Saltar al contenido

CÁMARAS FPV

CONCEPTOS IMPORTANTES SOBRE CÁMARAS FPV

Marcas de cámaras FPV:

 

EACHINE, FOXEER, RUNCAM, CONNEX PROSIGHT…

¿Qué es una cámara FPV?

 

Hasta hace poco, las cámaras FPV (First Person View) que se usaban en los drones eran cámaras destinadas a vigilancia y seguridad. Básicamente podemos considerar una cámara FPV como una pequeña cámara con salida de video directa (analógica o digital). Y se denominan así porque se utilizan para transmitir las imágenes de video para ser vistas en primera persona. Son cámaras muy compactas y ligeras. Tienen lentes intercambiables para aumentar o disminuir el angular (de entre 3,6 mm o menor ángulo de visión y 1,8 mm o mayor ángulo de visión), una placa con circuitos, sensor y un conector con la salida de video.

 

¿Para qué sirve una cámara FPV?

 

Una cámara FPV sirve para que el piloto, desde tierra, vea exactamente lo que estaría viendo el drone en el aire. Podría considerarse como el sentido de la vista del piloto de drones. Estas imágenes que el piloto ve nada tienen que ver con las imágenes que se graban desde la cámara de grabación HD. Las imágenes de las cámaras FPV son analógicas, de baja latencia para dar la sensación que ser en tiempo real y es transmitida a través de un videotransmisor. La cámara debe ser buena, no generar distorsiones excesivas, latencias y sobre todo tiene que acoplarse con perfección a la estructura del drone para que no sobresalga demasiado y pueda romperse en algún accidente. Debe estar integrada en el chasis y estar protegida por éste porque no es una cámara de grabación que sí que suele ir más expuesta.

 

 

Características importantes a tener en cuenta en tu elección de la cámara FPV:

 

Sensores de imagen de las cámaras FPV

A la hora de adquirir una cámara FPV debemos fijarnos en los tipos de sensores que tiene, si son CCD o CMOS con un sistema de procesado de imágenes mejorado con respecto a los anteriores. Las cámaras HD utilizan sensores CMOS. En la actualidad se suele decantar la gente por los CMOS (hace unos años los preferidos eran los sensores CCD) que ofrecen buena visión en casos de contraluz (que era donde los primeros modelos de este tipo de cámara fallaban más y ofrecían una visión mala con contraluz), aparte de buena calidad de imagen y posibilidad de OSD que te permite ver voltajes, etc.

Fundamentalmente las diferencias entre los sensores CCD y CMOS eran que las cámaras con sensores CCD presentan menos ruido con condiciones de luz escasa, mejor gestión de la misma y de WDR (Wide Dinamic Range o Ancho del Rango Dinámico que permite realizar capturas de objetos claros y oscuros en la misma imagen, básicamente) y menor latencia que los sensores CMOS; por contra, los sensores CMOS, con respecto a los sensores CCD presentan mejor resolución de imagen, más imágenes por segundo (FPS), menor consumo de batería y menos coste de fabricación.

En la actualidad, las cámaras con sensores CMOS tienen un comportamiento equiparable a las cámaras con sensores CCD.

 

Volar con mucha luz o con poca luz: IR Block e IR Sensitive

Existen cámaras FPV para volar de noche o con poca luz y cámaras FPV para volar de día o con más luz. Para condiciones con poca luz o noche se utiliza la versión IR Sensitive y para condiciones de mucha luz o día se utiliza la versión de cámara FPV IR Block. Estos filtros pueden aplicarse a la lente o al sensor de la cámara.

Para vuelos nocturnos (antes estaban prohibidos y ahora se empiezan a permitir bajo ciertas condiciones) suele ser mejor adquirir una cámara CMOS preparada para vuelos nocturnos específica.

 

Precios de las cámaras FPV

Los precios de estas cámaras nada tienen que ver con las cámaras de grabación que oscilan entre los 50 € y los 500 €; éstas se mueven entre los 30 € y los 60 €. Las cámaras con sensor CMOS son las más baratas y actualmente las que más se usan.

Se están empezando a vender en el mercado cámaras FPV en HD. Son caras, más pesadas y más grandes y existe poca oferta en la actualidad. Requiere gafas FPV con salida HDMI (de alta gama) pero sólo el emisor de video se enlaza con el receptor luego se minimizan las interferencias si existen muchos pilotos volando a la vez, incluso si usaran el mismo canal. Y es en calidad HD lo que mejora la imagen en comparación con las analógicas. Las cámaras FPV HD llevan un transmisor de video de 5,8 GHz.

 

Resolución de la cámara FPV (TVL)

Se utiliza las TVL (líneas TV) para obtener una medición de la resolución de las cámaras FPV analógicas. Son líneas horizontales blancas y negras alternas que muestra una imagen. Por ejemplo, en cámaras 800 TVL muestra imágenes con 400 líneas blancas y 400 líneas negras alternas. A más TVL, más resolución, pero supone cámaras más caras y mayor latencia. Se suelen usar para cámaras FPV en drones de 600 TVL como norma general. Más puede suponer latencia y tampoco mejora en exceso la calidad de las imágenes.

 

Peso y dimensiones de las cámaras FPV

Se pueden encontrar cámaras FPV a partir de 1 gr hasta los 5 grs destinados a los microdrones y pueden llegar hasta los 30 grs para otros modelos de drones más grandes.

Antes las cámaras FPV tenían una placa de 32×32 mm bastante grande y que se solía romper con facilidad. Ahora vienen con un placa de 26×26 mm lo que la hace más compacta y al ser más pequeña, queda más protegida por el chasis del drone y sus roturas son menores.

 

Latencia de la cámara FPV

Otra característica interesante a tener en cuenta a la hora de elegir cámara FPV es la latencia.

Los parámetros de latencia son importantes sobre todo si tienes un drone de carreras en el que la velocidad punta y las reacciones tienen que ser casi instantáneas para evitar accidentes. La latencia en estos casos puede significar la diferencia entre pasar por una puerta en una carrera o estrellarte contra ella. Si vas a 27,78 m/s (100 km/h) y tu cámara FPV tiene una latencia de 30 ms (0,03 segundos), tu drone tarda 0,84 metros en reaccionar desde el momento en el que capta la imagen hasta que tú ves dicha imagen en tus gafas FPV. No parece mucha distancia pero si tienes en cuenta además de esto que tienes que agregar la capacidad de reacción del piloto una vez que le llega la imagen y la toma la decisión de girar o cambiar de dirección para rectificar su trayectoria, esta distancia aumenta lo que puede significar estrellarse al no estar el drone donde crees porque la imagen que ves no se corresponde con la realidad. (lo que ves ya ha pasado hace unos milisegundos y por lo tanto, hace unos centímetros o metros).

Esta latencia dependerá de las TVL de la cámara FPV y de la velocidad del procesador de la imágenes. A más TVL más latencia aunque se puede compensar si el procesador de imágenes es bueno. Las cámaras más utilizadas tienen una latencia media de unos 25 ms.

 

Formatos de codificación de video: PAL y NTSC

El formato de codificación ya no es tan importante en las cámaras FPV porque en la actualidad soportan varios diferentes. Antes sí que era importante porque si no, podías correr el riesgo de que tu cámara FPV no funcionara bien.

El formato PAL es el más común en casi toda Europa, África, Asia y Australia, Argentina, Brasil, Paraguay y Uruguay y el formato NTSC es el usado en Norteamérica, Japón, Centro y Suramérica, excepto Argentina, Brasil, Paraguay y Uruguay . El sistema PAL tiene mejor resolución que el sistema NTSC. El sistema PAL funciona a 25 FPS y a una resolución 720×576 lo que le proporciona mejor imagen en el sistema NTSC mientras que éste funciona a 30 FPS y a una resolución de 720×480 lo que le proporciona imágenes más fluidas al tener más FPS.

Lo normal es usar el formato de video correspondiente a tu zona, en nuestro caso, el sistema de codificación de video PAL.

 

Ratio de aspecto 4:3 o 16:9

El formato es la proporción entre el ancho y la altura en las imágenes. En el ratio 4:3 o también conocido como 1.33.1, es decir, 1,33 veces más anchas que altas, a simple vista las imágenes pueden parecer de forma cuadrada pero no lo es en realidad. Es más ancho que alto. En el formato 16:9, las imágenes son más panorámicas, también conocidas como 1.77.1, es decir, 1,77 veces más anchas que altas. El formato de aspecto dependerá de lo que tus gafas FPV puedan reproducir. Tenlo en cuenta en tu elección.

 

Campo de visión de la cámara FPV (FOV) y cámaras 3D

Generalmente cuando compras una cámara FPV tienes la posibilidad de intercambiar las lentes con rosca de 1/3” con diferente longitud focal para conseguir diferentes ángulos de visión (FOV).

Suele ser más importante saber qué FOV quieres para sentirte más cómodo que cual es la longitud focal de tu lente.

A más FOV, más puedes abarcar en el campo de visión pero a costa que sufrir el efecto “ojo de pez” en el que se ven los objetos del centro de la imagen más lejanos que en la realidad y los bordes salen curvados. Busca un equilibrio y muévete entre 120º y 140º que suele corresponder con lentes entre 2,5 mm y 2,8 mm de longitud focal. En drones de carreras se suele usar FOV anchos para poder tener buen campo de visión.

También existen cámaras 3D para FPV que llevan 2 cámaras, una para cada ojo lo que consigue un efecto en 3D bastante logrado.

 

OSD (On Screen Display)

El OSD es un dispositivo que sobreescribe texto o datos en las imágenes que llegan desde las cámaras FPV. La señal de video entra en el OSD y la salida del OSD va al VTX o videotransmisor. Si quieres tener OSD debes buscarlo específicamente porque generalmente cuando compras cámara FPV y el videotransmisor para drones tiny no suele traer esta función integrada en ellos.

El OSD viene muy bien para informarte de cómo está evolucionando a tiempo real tu drone, pudiendo incorporar todo tipo de datos que puedes añadir desde programas como Betaflight y otros, tales como velocidad, altitud, distancia, RSSI, nivel de batería, tiempo de vuelo, referencias de horizonte, satélites y un largo etc… muy interesante para long range.

 

Alimentación de las cámaras FPV

Las cámaras FPV se mueven entre voltajes de 5 y 17 V lo que te permite que las puedas conectar a la batería del drone de forma directa o a otras salidas. Se le suele poner un filtro de potencia (LC filter) para que la alimentación de la cámara FPV sea más limpia.

 

 

Espero que todo lo que aparece por aquí te ayude y no tengas ningún accidente. Usa mucho simulador y así podrás minimizar accidentes pero estos ocurrirán por exceso de confianza, despiste, entrada en pánico, primera vez,….. en definitiva por volar. Ánimo.

Suerte en tu elección.

COMPRA TU CÁMARA FPV AQUÍ