De werking van drones

De werking van drones – Hoe werkt een drone?

Drones vandaag de dag beschikken over een hoop functies. Zeker de drones vanaf een paar honderd euro hebben een hoop te bieden met uitgebreide apps. In dit artikel lees je hoe een drone werkt en van welke technologie er gebruik wordt gemaakt.

Dit artikel richt zich voornamelijk op de functies en mogelijkheden van drones. Wil je meer weten over de componenten binnen een drone, lees dan meer over de onderdelen waaruit drones bestaan. Ben je liever opzoek naar hoe je een drone bestuurt, dan heb ik hier ook een apart artikel over geschreven.

Een drone werkt beter met handige drone accessoires:

Drone accessoiresDoelPrijs
Landingpad voor droneVlakke ondergrondBekijk op Bol.com
Drone tassenVervoer- en opbergmiddelBekijk op Bol.com
Drone ND-filtersRealistischer beeldBekijk op Bol.com
Extra accu’sLangere vliegduurBekijk op Bol.com

Hoe werkt een drone? 

Drones beschikken over geavanceerde technologie waarmee vliegprestaties worden verbeterd en en de veiligheid van een vlucht gewaarborgd kan worden.

Let erop dat de term ‘drone’ erg algemeen is en dat er veel verschillende soorten bestaan. Een drone bedoelt vooor conusmenten is natuurlijk niet te vergelijken met een militiare drone ter grootte van een vliegtuig. Lees voor meer duidelijkheid hierover meer over de definitie van een drone.

In dit artikel lees je meer over de belangrijkste functies van particuliere en professionele drones. Militaire drones worden buitenwege gelaten.

Radar positie en Return to home 

De nieuwste drones hebben Global Navigation Satellite Systems (GNSS), zoals GPS en GLONASS. Met GNSS kunnen drones uit zichzelf in de lucht blijven vliegen. Mocht je de controller loslaten, dan valt de drone niet meteen naar beneden.

Bij de Phantom serie van DJI kan je kiezen in welke modus je vliegt. Als je de GNSS-functie uitzet vlieg je in de ATTI-mode. De drone vangt dan geen GPS-signaal meer op en houdt niet uit zichzelf positie in de lucht. Als gevolg hiervan vliegt de drone gewoon met de wind mee als je hier niet tegenin vliegt.  

Hoe nauwkeuriger deze dronenavigatie is, hoe stabieler je vliegt. Bij duurdere drones is deze navigatie uiteraard beter dan bij de goedkopere modellen. De nauwkeurigheid hiervan is bijvoorbeeld belangrijk bij 3D mapping, het verkennen van landschappen en opsporingen.  

Wanneer je een drone aanzet zoekt en detecteert het systeem GNSS-satellieten. Geavanceerde GNSS-systemen maken gebruik van een zogeheten satellite constellation technology. Dit houdt in dat een groep van satellieten met elkaar samenwerken en elkaar overlappen. Die overlapping zorgt ervoor dat je altijd verbinding houdt met GNSS-satellieten.  

Betekenis GNSS-sattelieten: Een systeem dat wereldwijde dekking heeft, wordt ook wel aangeduid als GNSS of Global Navigation Satellite System. 

Een voorbeeld van een GNSS-systeem is NAVSTAR, beter bekend als GPS. De radartechnologie geeft een aantal dingen weer op het display van je controller/telefoon: 

  • Geeft aan of de drone genoeg GNSS-signaal heeft gedetecteerd. Je drone is dan ‘Ready To Fly’.  
  • Geeft de huidige positie en locatie van de drone weer ten opzichte van de piloot. Bijvoorbeeld: 50 meter ver en 100 meter hoog.  
  • Hij slaat een home point op. Dit is het punt waar de drone naartoe vliegt als je hem automatisch terug laat vliegen.  

De beste drones met Radar positie en de Return to home functie:

De Return To Home functie kan op 3 verschillende manieren geactiveerd worden: 

  • Activeer het door op een knop te drukken op de controller of in de app op je mobiel. 
  • Wanneer het batterijpercentage te laag is. Deze staat meestal ingesteld op 10%. 
  • Als de verbinding tussen de drone en de controller is verbroken. 

Hieronder zie je waar je dit in de DJI-app kan vinden. Je ziet dat er 3 opties zijn om uit te kiezen.

RTH instellingen dji app GO 4
Tijd voor écht mooie drone foto’s?
Kom erachter hoe je in 6 stappen professionele drone foto’s maakt. Download het gratis stappenplan.

Intelligent Flight modes 

De drones van DJI kunnen op veel verschillende manieren vliegen. Zo is het ook mogelijk voor drones om automatisch een route te vliegen.

Dit soort manoeuvres worden Intelligent Flight modes genoemd. Deze ‘intelligente’ functies zorgen ervoor dat de drone je kan volgen of jouw geselecteerde waypoint volgt. Hieronder zie je er een paar op een rijtje:

  • Active Track (Profile, Spotlight, Circle) 
  • Draw Waypoints 
  • TapFly 
  • Terrain Follow Mode 
  • Tripod Mode 
  • Gesture Mode 
  • S-Mode (Sport) 
  • P-Mode (Position) 
  • A-Mode (Attitude) 
  • Beginner Mode 
  • Course Lock 
  • Home Lock 
  • Obstacle Avoidance 

Door drone accessoires haal je het meeste uit je drone:

landingpad voor drone

Landingpad voor drone

Hierboven zie je landingpads. Ze zorgen voor een veilig oppervlak waarop elke drone kan landen en opstijgen.

Draagtas beschermhoes voor DJI Mini 2

Drone tassen

Hierboven zie je 2 verschillende drone tassen. Met deze tassen kun je je drone veilig en makkelijk vervoeren.

Obstakeldetectie 

De nieuwste drones beschikken tegenwoordig over obstakeldetectie. Hiervoor gebruiken ze sensoren die de omgeving in de gaten houden.

De software en technologie zetten de beelden om in 3D-kaarten, waardoor ze over genoeg informatie beschikken om obstakels te vermijden en te ontwijken. Dit soort systemen combineren verschillende soorten sensoren waarvan je er hieronder een paar ziet: 

  • Vision sensor 
  • Ultrasoon  
  • Infrarood 
  • Lidar 
  • Vluchttijd 
  • Monoculaire visie 

Neem de Mavic 3 als voorbeeld die over een 360 graden obstakeldetectie beschikt. Ze maken gebruik van 6 sensoren: boven, onder, links, rechts, voor en achter de drone. Nadat de drone een obstakel heeft gedetecteerd vliegt hij er automatisch omheen. Deze technologie staat bekend onder de naam ‘APAS’ (Advanced Pilot Assistance System).  

Gyroscoop stabilisatie, IMU en Flight Controllers 

De Gyroscoop-technologie zorgt ervoor dat de drone zich goed kan balanceren en stabiliseren. De gyroscoop reageert meteen op zijn omgeving waardoor de drone zich in de lucht kan corrigeren, bijvoorbeeld tegen wind. Verder levert de gyroscoop essentiële informatie over de navigatie aan de centrale vluchtcontroller.  

Dan hebben we ook nog de IMU. Dit is een sensor die bewegingen langs het horizontaal vlak detecteert, maar ook stijgingen en dalingen in hoogte.

De gyroscoop maakt onderdeel uit van de IMU en die maakt weer onderdeel uit van de Flight Controller. Dit is het brein van de drone. Vanuit hier worden alle onderdelen bestuurt.  

UAV Drone propulsion Technology 

Dit systeem bestaat uit motors, electronic speed controllers en propellers. Dit is de technologie die ervoor zorgt dat de drone kan vliegen, remmen of kan hoveren op één plek.

Op een quadcopter heb je 4 motors en 4 propellers, waarvan er 2 met de klok mee draaien en 2 tegen de klok in. Zij krijgen informatie door van de flight Controller en de electronic speed controls. Op die manier weet de drone of hij moet vliegen of moet hoveren. 

De motors en propulsion systemen zijn vrij complex en bestaan uit de volgende onderdelen: 

  • Motor Stator 
  • Motor Bell 
  • Wikkelingen 
  • Lagers 
  • Koelsysteem 
  • Elelctronic Speed Controls (ESC) 
  • ESC Updater 
  • Propellers 
  • Bedrading 
  • Arm 

De electronic speed controls zorgen ervoor dat de motors de juiste informatie krijgen. Op die manier weten de motors hoe snel ze moeten draaien.  

Realtime telemetrie-vluchtparameters 

De meeste drones maken gebruik van een Ground Station Controller (GSC), een app of een smartphone. Hiermee houd je live de telemetrie van de drone in de gaten. Je weet precies hoe ver de drone van je afvliegt, hoe sterk het GNSS-signaal is en nog veel meer.

Veel van dit soort ‘Drone Ground Controllers’ gebruiken FPV (First Person View). De video die door de drone wordt gemaakt zie je meteen terug op het display van de controller of je mobiel. Op die manier wordt het vliegen met een drone een stuk eenvoudiger.   

No Fly zone drone technologie 

Er zijn genoeg gebieden waar je niet mag vliegen met een drone. Drones van het merk DJI gebruiken inmiddels geofencing. Een technologie die ervoor zorgt dat drones niet kunnen opstijgen in no fly zones.

Zodra je dit wel probeert krijg je hiervan een melding in de app. Alhoewel het mogelijk is om deze ingebouwde beveiliging te omzeilen is het niet makkelijk.

Je kan ook toestemming vragen aan DJI om de beveiliging er tijdelijk vanaf te halen. Neem hiervoor contact op met DJI of lees meer over geofencing op dji.com.

GPS Ready To Flight modus technologie 

Als het kompas van de drone is gekalibreerd zoekt het de locatie van de GPS-satellieten. Zorg dat de drone minimaal een GPS-signaal van 6 heeft. Het balkje bovenaan de app verandert dan naar groen en er staat ‘Ready To Fly’. Op de afbeelding hieronder kan je zien waar dat balkje is.

Het balkje verandert in een oranje of rode kleur als er iets niet in orde is. Er staat dan vaak bij wat voor soort error het betreft. Zo had ik een keer de batterij van de drone niet goed bevestigd. De batterij zat niet helemaal goed vastgeklikt en ik kreeg hiervan een melding, waarna ik de drone zo snel mogelijk heb geland.  

DJI GO 4 app ready to fly

Interne Kompas- en Failsafe-functie 

Met een intern kompas weet de drone zijn exacte locatie. Dan hebben we ook nog een failsafe-functie. Zo kun je een home point instellen wat duurdere en nieuwe drones vaak automatisch doen.

Mocht je de verbinding met de drone verliezen, dan vliegt de drone automatisch naar dit punt. Dit is vaak het punt waar je bent opgestegen. Mocht deze failsafe-functie niet werken, dan kan je altijd nog lezen wat je moet doen als een drone niet terugkomt.  

FPV Live Video  

FPV staat voor ‘First person View’. Vrijwel alle drones beschikken over een camera en zelfs bij veel speelgoeddrones van slechts 100 euro is dit vaak het geval.

De beelden die de drone maakt worden rechtstreeks naar de controller of je smartphone gestuurd. Op je smartphone kun je dan precies zien wat de drone ziet. Voor het maken van mooie luchtfoto’s- en video’s is zo’n FPV-view essentieel. Verder helpt het je bij het oriënteren in de lucht, waardoor je verder en hoger durft te vliegen.

Gebruik deze functie niet te vaak en blijf ook naar de drone kijken. Het beeld dat je krijgt is aardig scherp, maar geeft je niet genoeg zicht op obstakels rondom de drone. Je ziet namelijk niet wat links, rechts of achter de drone zit.

Ook is de afstand inschatten tussen je drone en een obstakel moeilijker via de FPV-view. Je zult tijdens het vliegen merken dat je het toch fijn vindt om naar de drone zelf te kijken.

Bij race drones (FPV-drones) is zo’n live videobeeld nog belangrijker dan bij camera-drones van DJI. Veel dronepiloten gebruiken bij het racen zogenaamde goggles (soort VR-brillen). Met deze brillen zie je wat de drone ziet. Dit soort brillen kan je trouwens ook kopen voor de camera drones van DJI. 

DJI Avata

DJI Avata

Dit is een race drone die is gemaakt door het merk DJI. Zij maken het met deze drone een stuk eenvoudiger om te beginnen met FPV vliegen. FPV staat voor First Person View. Bovenaan de afbeelding zie je een soort VR bril. Deze bril doe je op zodat je tijdens het vliegen kunt zien wat de camera van de drone ziet.

Let er ook op dat het in Nederland verplicht is om je drone in zicht te houden. Je moet je drone dus altijd vanaf jouw positie kunnen zien. Dit is waarom FPV-drone vliegen alleen is toegestaan met een waarnemer. FPV-drones bestuur je immers met goggles, waardoor je moeilijk kan zien wat er om je heen gebeurd.

Er is natuurlijk een verbinding nodig om deze live videobeelden vanaf de drone te kunnen zien. Alhoewel het bereik van deze live-videoverbinding meerdere kilometers is, is het bereik tussen de drone en de controller vele malen groter.

Neem de DJI Mavic Air 2 als voorbeeld. Het maximale bereik is 10 kilometer, maar het bereik tussen de controller en de drone is 18 kilometer. Dit is waarom je vaak een aparte RTH-knop (Return To Home) op je controller hebt zitten. Door op deze knop te drukkenvliegt de drone automatisch naar huis, ondanks dat de live-videoverbinding is verbroken.   

Firmware en Flight Assistent Port 

De Flight Controller communiceert met een PC via een micro-USB-kabel, waardoor je de firmware van een drone eenvoudig kan upgraden. Bij de drones van DJI is dit al helemaal eenvoudig. De app laat weten als er een nieuwe firmware update beschikbaar is en daarvoor hoef je enkel de drone, de controller en je smartphone met elkaar te verbinden.

Het is belangrijk om dit bij te houden en regelmatig te updaten. Vaak zorgen deze updates voor meer mogelijkheden, maar ze lossen hiermee ook problemen op.  

Uiteindelijk is een drone niet meer dan een vliegende computer. Net zoals computers gebruiken drones firmware software die opdrachten verzenden naar de componenten.

LED verlichting 

Verlichting vind je meestal aan de voorkant en achterkant van de drone. Over het algemeen zijn deze lichten groen, rood of geel. Hiermee geven ze de status van de drone aan, maar ook wat de voorkant en achterkant van de drone is.

  1. De lichten aan de voorzijde geven vaak aan dat dit de voorkant is.
  2. De lichten aan de achterkant geven vaak de status van de drone aan.

Het is dus belangrijk om te weten wat deze lichten betekenen en hiervoor kan je het beste de handleiding raadplegen. Op deze manier zijn drones makkelijk te herkennen in de lucht.

UAV-afstandsbediening systeem 

De oudere drones maken soms gebruik van een 5.8 GHz-frequentie. Neem de Phantom 3 series van DJI als voorbeeld. Deze oudere drones verbind je op een andere manier dan oudere modellen, omdat ze gebruik maken van een ingebouwd WiFi-signaal.

Je verbindt je smartphone met de controller via WiFi. Hierdoor heb je echter veel minder bereik, waardoor je veel last hebt van andere WiFi-signalen met een 2.4 GHz-frequentie. 

De nieuwe drones zijn hier veel beter tegen bestemd. Doordat ze ook 2.4 GHz gebruiken hebben ze minder last van storende signalen.

Daar komt bij dat je de smartphone via een draadje aan de controller verbindt. Zo gebruiken DJI-drones een zogeheten Ocusync-verbinding. Let hier dus op voordat je een drone gaat kopen.  

Een drone kan je beter laten werken door verschillende drone accessoires uit te proberen:

landingpad voor drone

Landingpad voor drone

Hierboven zie je landingpads. Ze zorgen voor een veilig oppervlak waarop elke drone kan landen en opstijgen.

Draagtas beschermhoes voor DJI Mini 2

Drone tassen

Hierboven zie je 2 verschillende drone tassen. Met deze tassen kun je je drone veilig en makkelijk vervoeren.

Drone app 

Veel RTF-drones (Ready-To-Fly) kan je gebruiken met een app die je kan installeren in de Appstore of de Playstore. Een app maakt een belangrijk deel uit van de mogelijkheden van drones. In de app kan je belangrijke informatie vinden over de status van je drone. Daarnaast geeft het je de mogelijkheid om de drone in te stellen.

Let erop dat niet elke drone dezelfde app gebruikt. Op deze website kan je alle DJI-apps vinden. De nieuwste drones van DJI gebruiken de DJI Fly app.

Camera en gimbal van de drone 

De camera is een belangrijk onderdeel van een drone en daarom ga ik hier dieper op in. Alhoewel de camera’s van drones compact en licht moeten zijn, worden ze wel een steeds beter. Zo hebben camera drones van nu een grotere sensor, een hogere videoresolutie en een hogere fps.

Dan zijn er ook nog steeds meer drones met een zoom-functie. Denk aan de Mavic 2 Zoom en de Zenmuse X3. De Zenmuse X3 is een camera met een 3.5x optische zoom die je op professionele drones kan zetten, bijvoorbeeld op de Inspire 1.

De Mavic 2 Zoom maakt gebruik van een camera met 2x optische zoom. Niet alleen maakt dit het filmen makkelijker, verhoogd ook de bruikbaarheid van drones in andere gebieden. Door de zoomfunctie kan je veel eenvoudiger objecten inspecteren en hoef je niet zo dicht op een object te vliegen. 

Niet alleen de kwaliteit van de camera, maar ook de gimbal is onmisbaar bij het maken van luchtopnames. De gimbal zorgt ervoor dat de camera stabiel blijft en schokkerige beelden worden voorkomen.

Je hebt zowel 2-assige als 3-assige gimbals. Een 3-assige gimbal levert je de meest stabiele beelden waar drones van minimaal een paar honderd euro over beschikken. Hieronder zie je de beste camera drones naast elkaar:

Drones met sensoren  

Lidar, multispectrale en fotogrammetrische sensoren worden gebruikt om 3D-modellen van gebouwen en landschappen te bouwen. Nachtzicht- en thermische zichtsensoren worden gebruikt bij weinig licht. Hiermee kunnen ze gebouwen en landschappen scannen om te helpen bij landbouw, brandbestrijding, zoektochten en reddingsacties.

Oftewel, drones kunnen over een hoop verschillende sensoren beschikken. De gegevens afkomstig van sensors wordt gecombineerd met software. Op deze manier kun je aan een hoop data vanuit de lucht verzamelen. Ze noemen dit in het Engels ‘sensor fusion’.  

Het werkt als volgt: 

Het is software die op intelligente wijze gegevens van verschillende sensors combineert om de applicatie- of systeemprestaties te verbeteren. Voorbeelden van sensors zijn een thermische camera en een gewone RGB-camerasensor.

Door de gegevens van meerdere sensors te combineren corrigeer je de fouten van individuele sensors. Hierdoor bereken je nauwkeurige positie- en oriëntatie-informatie.  

Ik zal hiervan een voorbeeld geven. Denk aan een drone met Lidar en fotogrammetrische sensoren. In dit geval is de UAV in staat om automatisch een route af te leggen door middel van geselecteerde waypoints. De camera van de drone maakt vervolgens om de 0.5 of 1 seconde een foto.

De foto’s worden vervolgens samengevoegd aan de hand van een fotogrammetrische software. Hierdoor worden er 3D-foto’s gecreëerd. Hieronder zie je een video van de software Pix4D Mapper. Zo krijg je een goed beeld van wat speciale drone software doet.

Hoge resolutie foto’s maken op een gestabiliseerde drone is erg belangrijk. Gebruik maken van een goede software met fotogrammetrie is net zo belangrijk. Hieronder zie je een lijst van de beste software voor drone mapping:  

  • DroneDeploy 3D Mapping Solutions 
  • Pix4D Mapper Photogrammetry Software 
  • AutoDesk ReCap Photogrammetry Software 
  • Maps Made Easy – Orthophoto and 3D Models 
  • 3DF Zephyr Photogrammetry Software 
  • Agisoft PhotoScan Photogrammetry Software 
  • PrecisionHawk Precision Mapper / Viewer 
  • Open Drone Map 
  • ESRI Drone2Map For ArcGIS 

Welke drones werken het fijnst? 

Ik heb het in dit artikel voornamelijk gehad over de drones van het merk DJI. Niet alleen omdat ze de meeste functies hebben, maar ook omdat ze het fijnst werken.

Een groot voordeel is dat DJI veruit het populairste drone merk is, waardoor er veel informatie over DJI-drones op het internet staat. Grote kans dat iemand anders hetzelfde probleem heeft gehad als jij. Op die manier kan je snel een oplossing vinden op fora of blogs, maar ook op YouTube.

Hieronder zie je de drones die het makkelijkst en het best werken: 

De beste drones van dit momentMerkPrijs
1.Beste koop: DJI Mini 3 ProDJIBekijk op Bol.com
2.DJI Mini 3DJIBekijk op Bol.com
3.DJI Mavic 3 ProDJIBekijk op Bol.com
4.DJI Air 2SDJIBekijk op Bol.com
5.DJI Avata DJIBekijk op Bol.com
6.DJI Ryze TelloDJIBekijk op Bol.com
  • DJI Mavic 3: een high-end drone die veel wordt gebruikt door professionele dronepiloten. Hij heeft net wat betere camerakwaliteit dan de DJI Air 3.
  • DJI Air 3: wat betreft de prijs zit de drone tussen de Mavic 3 en de Mini 3 in.
  • DJI Mini 3: voor de mensen met een wat lager budget is dit de beste optie. De functies komen over het algemeen overeen met de bovenste drones, alleen de camerakwaliteit is wat minder. Als je daar wat minder om geeft en begint met het maken van drone opnames is dit een uitstekende keus.

Veel drones zijn inmiddels in staat om zichzelf in te klappen, waardoor je ze eenvoudig kan meenemen in een tas of een speciale case. Ondanks het compacte design wordt er niet ingeleverd op de vliegprestaties.

Hoe werkt een militaire drone?  

Een UAS (Unmanned Aicraft System) is een systeem van systemen. Denk aan communicatiesystemen, payload-systemen, vluchtregelsystemen, het luchtvoertuig zelf, enz. De manier hoe ze samenwerken hangt af van het soort UAS.  

Om een beter beeld te krijgen van deze systemen kan je de DoD AUS Roadmaps bekijken. Het is een stappenplan van de US Department of Defence over UAS. Er zijn er in de loop van de jaren een aantal uitgebracht en ze hebben allemaal zeer verschillende inhoud, dus let daarop.

Dit is een hele brede vraag waar je niet zomaar antwoord op kan geven. Het levert al snel een slecht beeld op van het totaalplaatje.

Scroll naar boven
Verbeter je drone foto’s drastisch in 6 stappen
Download het gratis stappenplan en kom erachter hoe je in 6 stappen de perfecte drone foto maakt.
Verbeter je drone foto’s drastisch in 6 stappen
Download het gratis stappenplan en kom erachter hoe je in 6 stappen de perfecte drone foto maakt.