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Ratgeber

FPV-Kameras: Luftaufnahmen mit Ihrer Drohne

FPV-Kameras sind speziell für FPV-Anwendungen mit Drohnen konzipiert. Sie nehmen das Geschehen aus der Perspektive des Fluggeräts auf und bieten dadurch ein einzigartiges FPV-Erlebnis. Welche Besonderheiten die Kameras auszeichnen und worauf bei der Auswahl zu achten ist, erfahren Sie in unserem Ratgeber.



FPV: Modellfliegen in Ich-Perspektive

Als FPV (First Person View) bezeichnet man eine Kategorie des funkferngesteuerten Modellbaus. Genau genommen handelt es sich um eine Technik, mit deren Hilfe Modellflüge aus der Ich-Perspektive durchgeführt werden können. Die Besonderheit des FPV-Systems besteht darin, dass der Pilot die Sicht des Fluggeräts einnimmt.

Indem er das Geschehen nicht aus der Perspektive eines Dritten, sondern aus der Egoperspektive betrachtet, entwickelt er das Gefühl, selbst im Cockpit zu sitzen. Um das zu ermöglichen, ist eine Kamera im FPV-Fluggerät installiert, die das Geschehen aufzeichnet.

Bei einem passiven FPV-Flug speichert die Kamera das Video auf einem integrierten Datenspeicher, der im Anschluss ausgelesen werden kann. Bei einem aktiven FPV-Flug werden die Bilder in Echtzeit an eine Basisstation mit Bildschirm oder an eine FPV-Brille übertragen.

Die FPV-Technik eröffnet Fans des Modellfliegens eine Vielzahl an Möglichkeiten. Für so gut wie alle Interessengruppen gibt es eine passende FPV-Disziplin. Großer Beliebtheit erfreut sich zum Beispiel das FPV-Racing. Hier geht es darum, Rennen gegen andere zu fliegen, also möglichst schnell eine vorgegebene Strecke zurückzulegen.

Zu diesem Zweck werden sogenannte Racing Drones angeboten, die besonders hohe Geschwindigkeiten erzielen können. Daneben sind Flugmodelle erhältlich, mit denen man Kunstflüge durchführen oder über sehr weite Distanzen fliegen kann. 



Besonderheiten von FPV-Kameras

FPV-Kameras sind mit einem Videosender ausgestattet, der die Bildsignale per Funk an den Empfänger der Basisstation oder Videobrille überträgt. Mithilfe einer Antenne kann die Reichweite des Senders erhöht werden. Eine verzögerungsfreie Bildübertragung ist immens wichtig, da der Pilot sonst nicht in der Lage ist, das Fluggerät adäquat zu steuern.

Schon ein Zeitversatz von wenigen Sekunden reicht aus, um beispielsweise einem Hindernis nicht mehr ausweichen zu können. FPV-Kameras dürfen daher nur eine sehr geringe Latenz aufweisen. Da ist insbesondere beim FPV-Racing von Bedeutung, wo es verstärkt auf schnelle Reaktionen ankommt.

Grundsätzlich können FPV-Kameras in digitale und analoge Ausführungen unterschieden werden. Digitale Kameras konnten sich allerdings auf dem Markt bisher noch nicht so recht durchsetzen. Die meisten Modelle beruhen auf Analog-Technik. Das mag zunächst verwundern, liegt aber darin begründet, dass digitale Videobildübertragungen eine deutlich höhere Zeitverzögerung mit sich bringen. Hier muss jedes einzelne Bild zuerst komprimiert und bei Ankunft am Empfänger wieder dekomprimiert werden.

Es kann bis zu 10 Sekunden dauern, um ein Bild auf den Monitor zu senden, was gerade im Modellflugsport vollkommen indiskutabel ist. Analoge FPV-Kameras übertragen das Bild Zeile für Zeile, wie man es von alten Röhrenfernsehern kennt. Die Auflösung wird mit der Einheit TVL (Television Lines) angegeben. Trotz analoger Technik bieten FPV-Kameras eine gute Bildqualität, die mit der von digitalen Kameras durchaus mithalten kann. In vielen Anwendungsbereichen spielt es ohnehin eine untergeordnete Rolle, ob eine Kamera HD- oder Full-HD-Qualität erzeugen kann oder nicht. Vielmehr ist von Bedeutung, ein ordentliches, schnelles Bild zu liefern.

Der elektrische Anschluss analoger FPV-Kameras setzt sich im Regelfall aus drei Kabeln zusammen – einem roten Kabel für die Versorgungsspannung, einem schwarzen Kabel für den Masse-Anschluss und einem gelben Kabel zur Übermittlung des Videosignals (PAL oder NTSC). In manchen Fällen ist ein zusätzliches weißes Kabel zur Anbindung eines Mikrofons vorhanden.



Kaufkriterien für FPV-Kameras – worauf kommt es an?

Beim Kauf von FPV-Kameras gilt es mehrere Faktoren zu beachten. Dazu gehören konstruktionsbedingte Spezifika wie Bauform, Abmessungen und Eigengewicht, aber auch technische Daten, beispielsweise die Versorgungsspannung. Die meisten Kameras sind für eine Versorgungsspannung von 5 bis 17 Volt ausgelegt und können daher problemlos mit LiPo-Akkus betrieben werden.

Ein wichtiges Auswahlkriterium ist die Auflösung. Erhältlich sind Kameras mit einer Auflösung von 600 bis 1200 TVL. Zur Orientierung: Eine Kamera mit 800 TVL erzeugt ein Videobild mit 800 Zeilen und erzielt eine ähnlich gute Auflösung wie eine digitale HD-Kamera. Je höher der TVL-Wert, also je mehr TV-Linien eine Kamera erzeugt, desto mehr Details können auf dem Bild dargestellt werden. Das geht allerdings oft mit einer höheren Latenz einher.

Aus diesem Grund ist eine FPV-Kamera mit bestmöglicher Auflösung nicht für jeden Anwendungsbereich auch die bestmögliche Wahl. Mit anderen Worten: Es muss nicht immer HD oder Full HD sein. Fürs FPV-Racing kommen üblicherweise FPV-Kameras mit einem TVL-Wert zwischen 600 und 750 zum Einsatz, die eine gute Bildqualität und eine geringe Latenz miteinander vereinen.

Des Weiteren ist zu überlegen, welches Bildformat die Kamera erzeugen soll. Erhältlich sind Ausführungen, die Bilder in einem Format von 4:3 oder 16:9 darstellen. Bei manchen Modellen kann man zwischen beiden Bildformaten wechseln.

Relevant beim Kauf ist zudem die konkrete Ausstattung der Kamera, insbesondere was die optoelektronischen Teile wie die Bildsensoren betrifft. In FPV-Kameras können entweder CMOS-Sensoren oder CCD-Sensoren verbaut sein. CMOS-Sensoren schneiden in Sachen Bildauflösung, Bildwiederholraten und Farbtreue besser ab als CCD-Sensoren, kommen allerdings nicht so gut mit widrigen Lichtbedingungen zurecht. CCD-Sensoren erzeugen dahingegen auch bei schwächerem Licht gute Bilder.

Sie punkten mit einem schnellen Helligkeitsausgleich, so dass weniger Bildrauschen verursacht wird. Für FPV-Anwendungen bei variierenden Lichtverhältnissen sind Kameras mit CCD-Sensoren die bessere Wahl. So gut wie alle FPV-Kameras sind zusätzlich mit WDR-Technologie ausgestattet. WDR steht für Wide Dynamic Range und sorgt dafür, dass Objekte bei starker Über- oder Unterbelichtung immer noch erkennbar sind. 

Des Weiteren ist zu prüfen, ob für die Inbetriebnahme der Kamera Zubehör erforderlich ist, das gegebenenfalls separat erworben werden muss. Das können beispielsweise Videosender, Empfänger oder Antennen, aber auch Akkus oder Adapter sein. Grundsätzlich gibt es für jede Kamera und jedes Fluggerät ein großes Angebot an passendem Zubehör.



Unser Praxistipp: Brennweite und Sichtfeld der Linse beachten

Brennweite und Sichtfeld der Linse sind zwei wichtige Parameter bei der Auswahl einer FPV-Kamera. Die Brennweite wird in Millimetern angegeben. Üblich sind Werte zwischen 2,1 und 2,8 mm. Das Sichtfeld (Field of View) wird in Grad angegeben und entspricht dem Öffnungswinkel der Linse. Ein großes Sichtfeld bietet zwar den Vorteil, mehr von der Umgebung aufzeichnen zu können, allerdings geht damit auch ein Fischaugeneffekt einher, durch den das Bild merkwürdig verzerrt erscheint.

Je höher die Brennweite, desto kleiner ist das Sichtfeld und desto geringer ist der Fischaugeneffekt. Zu klein darf das Sichtfeld aber auch nicht sein, da das Bild sonst unnatürlich vergrößert wird. Bei vielen Kameras kann man die Linse austauschen und auf diese Weise ein anderes Sichtfeld einstellen. Allerdings gilt das nicht für alle Modelle. Viele Micro-Kameras verfügen über fest fixierte Linsen, so dass man sich hier auf ein bestimmtes Sichtfeld festlegen muss



FAQ – häufig gestellte Fragen zu FPV-Kameras

Was ist der Unterschied zwischen Mini-, Micro- und Nano-Kameras?

Mini-, Micro- und Nano-Kameras unterscheiden sich hauptsächlich in ihrer Größe. Mini-FPV-Kameras sind die nächstkleinere Variante normalgroßer Kameras und kommen in Mini-Drohnen zum Einsatz, die zum Beispiel gerne für Rennen genutzt werden. Micro-Kameras haben noch kleinere Abmessungen als Mini-Kameras. Sie sind beispielsweise für den Einsatz in Micro Racing Quads vorgesehen, die ebenfalls sehr klein konstruiert sind. Nano-Kameras sind die derzeit kleinsten unter den FPV-Kameras. 
 

Welche Vorteile bietet ein On Screen Display?

Ein On Screen Display (kurz: OSD) ist ein Modul, das für FPV-Anwendungen optional, aber durchaus nützlich ist. Es wird dazu verwendet, zusätzliche Daten auf dem Monitor oder der FPV-Brille innerhalb des übertragenen Bildes darzustellen. Bei diesen Daten kann es sich beispielsweise um die aktuelle Flughöhe der Drohne, ihre Entfernung zum FPV-Piloten oder ihre Geschwindigkeit handeln. Ein OSD erleichtert die Steuerung erheblich, denn es ist dem Anwender trotz Ich-Perspektive kaum möglich, sich durch das Video räumlich zu orientieren oder Entfernungen abzuschätzen. Auch bei schlechten Sichtverhältnissen ist es von Vorteil, wenn ein OSD Zusatzinformationen liefert.
 

Was ist der Unterschied zwischen Quadrocoptern, Multicoptern und Drohnen?

Der Begriff Drohne hat sich mittlerweile als ein Oberbegriff für unbemannte und ferngesteuerte Luftfahrzeuge etabliert. Ferngesteuerte Luftfahrzeuge mit mehreren Rotoren nennt man RC-Multicopter. Abhängig von der Anzahl der Rotoren kann man beispielsweise zwischen RC-Quadcoptern (4 Rotoren), RC-Hexacoptern (6 Rotoren) oder RC-Octocoptern (8 Rotoren) unterscheiden.

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