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COMMENT CHOISIR UNE CAMÉRA FPV POUR LES QUADCOPTÈRES ET LES DRONES

Les caméras FPV dédiées fournissent aux pilotes de drones une vidéo en temps réel à faible latence lorsqu’ils sont en vol. Pour choisir la meilleure caméra FPV pour les drones de course et les multirotors en général, il y a quelques points à considérer dont nous allons discuter dans ce tutoriel.

Rétrospective de la caméra FPV

La caméra FPV est l’un des éléments les plus importants de la configuration FPV sur un quadcoptère. La vidéo en temps réel capturée à partir d’une caméra FPV est envoyée au pilote par l’intermédiaire d’un transmetteur vidéo.

Peu importe l’émetteur vidéo que vous allez utiliser, l’image que vous voyez est seulement aussi bonne que votre caméra FPV.

J’ai compilé les spécifications de toutes les caméras FPV pour mini quad dans ce tableur afin que vous puissiez les comparer de plus près.
Si vous êtes à la recherche de recommandations, voici mon avis sur les meilleures caméras FPV.

Caméra FPV installée dans un drone de course

Taille et poids de la caméra FPV

La taille et la forme des caméras FPV déterminent la facilité avec laquelle la caméra peut être montée dans un cadre multirotor donné.

Voici un peu d’histoire comment la caméra FPV a évolué au fil des ans.

Runcam est probablement l’une des premières sociétés spécialisées dans les caméras FPV. Ils avaient l’habitude de fabriquer des caméras de surveillance, mais de plus en plus de gens ont commencé à utiliser des caméras CCTV pour FPV, alors Runcam s’est lentement tourné vers FPV.

En 2013 et 2014, la caméra CCD Runcam PZ0420 a été rendue populaire pour FPV. C’est une caméra si emblématique parce que c’était la meilleure à l’époque (principalement parce qu’il n’y avait pas beaucoup d’autres options).

Il est construit sur un circuit imprimé carré de 32x32mm sans aucune protection et ils sont normalement désignés sous le nom de « caméras de bord ». Les composants d’une caméra embarquée sont complètement exposés et peuvent facilement être endommagés en cas de collision.

En 2014, Runcam a lancé l’une des toutes premières caméras spécialement conçues pour les FPV avec boîtier de protection – la Runcam Sky. C’est le début de la tendance à mettre les caméras dans un étui de protection.

La dimension de la caméra FPV ne s’est pas stabilisée jusqu’à ce que Foxeer lance son emblématique HS1177 plus tard dans l’année. C’est un appareil photo 28x28mm (hauteur et largeur), et c’est devenu la norme pour les années à venir. Presque tous les mini-cadres quadravision suivants ont été conçus pour supporter cette taille d’appareil photo.

En 2016 et 2017, Runcam a développé des caméras encore plus petites et plus légères, le Swift Mini (21mm de large) et le Swift Micro (19mm). Et ces deux tailles font maintenant partie de la norme.

Tailles des caméras FPV : Standard, Mini, Micro

La taille des caméras FPV est déterminée par la largeur – la distance entre les deux trous de montage sur les côtés. Les tailles courantes aujourd’hui sont :

Standard, alias « full size » (28mm)
Mini (21mm)
Micro (19mm)
Nano (tout ce qui est plus petit que micro – pas encore normalisé)
Une caméra FPV dédiée peut peser entre 4g et 20g.

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Il y a aussi des caméras FPV « AIO » (tout en un) qui ont un émetteur vidéo intégré (généralement monté à l’arrière). Ils ont un petit facteur de forme et un poids léger, mais ils ne sont généralement pas les meilleurs en termes de qualité d’image et de portée. Ils sont populaires dans les micro-bourdons comme le Tiny Whoop, et nous ne les utilisons normalement pas sur des bourdons plus gros.

CCD et CMOS – Les types de capteurs d’imagerie
Les capteurs CCD et CMOS sont deux types principaux de capteurs d’image dans les caméras FPV, chacun ayant des caractéristiques et des avantages uniques.

Le capteur CCD est une technologie plus ancienne et était le capteur d’image de référence pour les caméras FPV. De nos jours, la plupart des nouvelles caméras FPV utilisent le CMOS et elles s’améliorent constamment. Voici un résumé des avantages et des inconvénients, pour plus de détails, consultez cet article sur les différences entre le CCD et la SCMO.

CCD

Moins d’effet de gelée dans les images grâce à l’obturateur global
Bonne performance dans la plupart des conditions d’éclairage, moins de bruit numérique en basse lumière
La couleur est plus chaude et plus naturelle pour la SCMO.
Ce n’est pas le meilleur, mais c’est un WDR acceptable, et une transition clair/foncé.
L’image a un meilleur contraste que CMOS
Contrairement aux caméras CMOS, vous pouvez vous attendre à ce que la plupart des caméras CCD fonctionnent de la même manière.
Mais la résolution est normalement inférieure à celle des meilleures caméras CMOS.

SCMO

Les performances des caméras CMOS diffèrent considérablement d’une marque et d’un modèle à l’autre
Généralement plus faible en latence (les bons)
Meilleure résolution, et l’image semble plus nette, mais peut aussi avoir plus de bruit numérique (pixel scintillant)
Les caméras FPV nuit / faible luminosité ont tendance à utiliser des capteurs CMOS

Généralement moins cher à fabriquer – par conséquent, les caméras FPV les moins chères sont généralement CMOS
Plus sensible à la gelée due au volet roulant
Je dois dire que les meilleures caméras CMOS surpassent les caméras CCD de nos jours. Je ne parle pas de la merde à 10 $ qu’on peut trouver sur Banggood, mais des caméras de marque comme la Runcam Eagle ou la Foxeer Falkor.

Personnellement, je ne pense pas que ce soit important de savoir quel capteur d’image vous voulez choisir, tant que vous aimez l’aspect de l’image. Assurez-vous de vérifier les commentaires avant de commencer.

Taille de l’objectif

Les objectifs des caméras FPV sont différents en deux points principaux : la longueur focale et la taille du fil.

La distance focale modifie le champ de vision (FOV) de l’image, plus la distance focale est faible, plus la FOV est large. Pour vous donner une idée, voici une estimation approximative :

Longueur focale de l’objectif Environ FOV

  • 1,8 mm 160° – 170° – 170
  • 2,1 mm 150° – 160° – 160
  • 2,3 mm 140° – 150° – 150
  • 2,5 mm 130° – 140° – 140
  • 2,8 mm 120° – 130° – 130
  • 3,0mm 110° – 120° – 120

Notez que la largeur focale de l’objectif N’EST PAS équivalente à FOV.

La FOV est le résultat à la fois de la longueur focale de l’objectif et de la taille du capteur. Il est en fait important de savoir ce que vous préférez personnellement FOV que de connaître la largeur focale lorsque vous achetez un appareil photo, car la taille du capteur peut varier.

Plus le FOV est large, plus vous pouvez voir l’environnement qui est préféré en vol de proximité et en course. Cependant, lorsque la valeur FOV est trop grande, l’image se déforme davantage, ce que l’on appelle l’effet « œil de poisson ». Les objets au centre sembleront plus petits et plus éloignés qu’il ne l’est réellement, tandis que les bords de l’image sembleront courbés et déformés.

Personnellement, je trouve 130-150 degrés une bonne plage pour FPV, généralement 2,1mm – 2,5mm objectif.

Il s’agit là d’un bon exemple de différentes FOV (du plus étroit au plus large).

Vous pouvez remplacer l’objectif d’une caméra FPV pour obtenir une qualité d’image différente. Dans cet article, j’ai expérimenté quelques objectifs différents pour le Runcam Swift, vous pouvez voir comment ils font une différence sur l’image.

Il y a deux tailles de filetage dans les objectifs des caméras FPV : M8 et M12. Les objectifs M12 sont plus grands mais plus lourds. Ils sont normalement utilisés dans les caméras de taille Mini et Standard. Ils laissent entrer plus de lumière, la qualité de l’image est donc généralement légèrement meilleure que celle des objectifs M8. Les objectifs M8 sont très compacts et sont surtout utilisés dans les micro et nanocaméras.

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Plage dynamique étendue (WDR)
La technologie WDR (Wide Dynamic Range) est une technologie qui vise à améliorer les détails de l’image dans des conditions d’éclairage extrêmes où les zones claires et sombres sont présentes dans la même image.

WDR – Plage dynamique étendue d’une caméra FPV

Comme vous pouvez le voir sur l’image de gauche, elle est sous-exposée, vous pouvez très bien voir le soleil et les nuages, mais l’arbre et les buissons sont tous sombres. Sur la droite, nous avons une image légèrement sur-exposée, les arbres sont tous visibles maintenant mais le ciel est soufflé. L’image du milieu représente la meilleure plage dynamique des trois images, vous pouvez voir les nuages et les arbres en même temps.

Une fois que vous aurez compris le concept, vous commencerez à apprécier l’importance de la capacité WDR dans les caméras FPV car elle vous aide à mieux voir en vol. La plupart des caméras FPV ont un certain degré de WDR, mais les performances WDR peuvent varier.

Faible capacité lumineuse

Si vous prévoyez de voler à l’intérieur, au coucher du soleil ou à l’aube, ou même la nuit, alors vous devez vous renseigner sur la faible performance lumineuse d’une caméra FPV. Certains sont conçus plus spécifiquement pour une lumière faible que d’autres.

Voici une comparaison de faible luminosité de quelques caméras FPV populaires que j’ai faites récemment.

La faible capacité lumineuse d’une caméra FPV est mesurée en LUX. Plus elle descend, mieux c’est pour une lumière faible. Par exemple, le Runcam Swift 2 a une valeur LUX minimum de 0,01, alors que celui du Runcam Eagle 2 est de 0,0001, vous savez que l’Eagle 2 sera meilleur à faible lumière que le Swift 2.

Les caméras dotées d’un capteur d’image plus grand sont également normalement plus performantes en basse lumière, car plus de lumière pénètre dans le capteur.

La plupart des caméras FPV sont équipées du mode jour/nuit. Il permet à la caméra de produire des images en couleur et en noir et blanc en fonction de la sélection de l’utilisateur ou des conditions d’éclairage. Le  » mode nuit  » utilise la lumière proche infrarouge pour fournir des images en noir et blanc, ce qui vous permet de mieux voir en cas de faible luminosité.

NTSC et PAL – Format d’encodage vidéo

Est-il important de savoir lequel utiliser ? C’est le cas et ce n’est pas le cas.

La principale différence entre NTSC et PAL réside dans la résolution et la fréquence d’images. PAL offre une résolution légèrement meilleure, tandis que NTSC permet une fréquence d’images plus élevée. Si vous voulez avoir une meilleure image, optez pour PAL. Mais si vous voulez des images plus fluides, NTSC fait un meilleur travail.

PAL : 720 x 576 @ 25 images/seconde
NTSC : 720 x 480 @ 30 images/seconde
Pour une comparaison plus détaillée, consultez ce billet.

Par convention, le NTSC est utilisé en Amérique du Nord, au Japon et en Corée du Sud, tandis que le PAL est utilisé dans la plupart des pays d’Europe, en Australie et dans de grandes parties d’Afrique et d’Asie. Ce serait peut-être une bonne idée de s’en tenir à la norme dans votre pays. Mais cela n’a plus vraiment d’importance de nos jours, car les deux formats vidéo sont supportés par tous les équipements FPV.

Notez que vous devez choisir le format que votre appareil photo utilise dans Betaflight OSD afin d’avoir le texte affiché correctement.

TVL – Résolution de la caméra FPV
TVL (TV Lines) est ce que les fabricants utilisent pour mesurer la résolution des caméras FPV analogiques.

Le nombre est basé sur le nombre de lignes alternées en noir et blanc qui peuvent être affichées horizontalement dans l’image. Une caméra 600TVL permet d’afficher 300 lignes noires et 300 lignes blanches en alternance dans un cadre. Plus il y a de lignes TV, meilleure est l’image en définition que vous pouvez obtenir de la caméra.

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