PI Guide/ Scuola di Droni, dalla A alla Z

Il settore dei droni è in continuo sviluppo. Oggi possiamo trovare sul mercato modelli di tutte le tipologie, tecnologicamente avanzati, altamente performanti, che si comandano da smartphone o tablet, attraverso il radiocomando o addirittura tramite smartwatch. Senza parlare poi delle funzioni in dotazione a queste strabilianti macchine volanti, che evitano gli ostacoli, inseguono soggetti in movimento e ritornano al punto di partenza con scarti di pochi centimetri, il tutto in modalità completamente automatica. Nonostante la tecnologia avanzi a passi da gigante, per un neopilota pronto a scartare dalla confezione il suo primo drone è essenziale imparare le manovre base e i primi semplici passaggi utilizzando il classico radiocomando. Vediamo allora come far decollare il nostro nuovo drone e qualche manovra per divertirci fin da subito in totale sicurezza.

Modalità di pilotaggio assistite
Solitamente sul radiocomando del drone possiamo trovare tre modalità di volo: Manuale , ATTI (attitude) e GPS .
La modalità manuale è quella dedicata ai più esperti, perché è il pilota che ha pieno controllo sulla stabilità del multirotore.
Nella modalità ATTI, invece, il barometro va in automatico e questo consente di mantenere una quota di volo prestabilita, senza agire continuamente sullo stick del gas.
La modalità più semplice e consigliata per il neofita è sicuramente quella GPS, che permette di mantenere sia la quota che la posizione. Utilizzando questa funzione si ha una sensazione di estrema facilità nel governare il multirotore e aiuta molto nell’apprendere in sicurezza le prime manovre.

Accensione, decollo e hovering: le manovre di base
Partiamo dalle operazioni per attivare il drone fino alla prima manovra fondamentale, ovvero l’hovering. Con il drone appoggiato di fronte a noi, accendiamo il radiocomando, attacchiamo la batteria del drone e aspettiamo che la centralina assetti i giroscopi e gli accelerometri. La conclusione di questa operazione è segnalata solitamente da una sequenza di bip. Successivamente, bisogna avviare il multirotore incrociando i due stick del radiocomando in una determinata direzione che varia da modello a modello (modalità riportata sul manuale d’istruzioni). Questa operazione evita che si vada ad agire sbadatamente sullo stick del gas, facendo decollare il drone in maniera incontrollata. Ma qui serve una premessa: nei radiocomandi dei droni è quasi sempre utilizzato il Mode 2 , ovvero un posizionamento degli stick differente dal Mode 1 tipico dell’aeronautica. Nel nostro caso (radiocomando impostato su Mode 2) avremo lo stick del gas ( throttle ) a sinistra e lo stick direzionale a destra.

Ora è tutto pronto per la prima manovra: l’hovering, ossia staccare il multirotore da terra e mantenerlo a una certa altezza in volo controllato. Andando ad agire gradatamente sulla leva del gas, le eliche generano portanza e il drone inizia ad alzarsi. Mantenendo il gas al 50 per cento, il drone si stabilizza in aria a un’altezza che decide il pilota: meglio non superare il metro e mezzo finché non si prende dimestichezza. Questa è la prima manovra che va ripetuta più volte, fino a prendere una certa familiarità con il multirotore e ottenere la giusta sensibilità con gli stick del radiocomando. Il segreto per il neo pilota è capire alla perfezione quale è la percentuale di gas da utilizzare per far staccare il multirotore da terra, nonché quella per farlo atterrare dolcemente.

Beccheggio, rollio e imbardata: ecco come eseguirle
Dopo aver portato il multirotore in posizione di hovering, proviamo ad eseguire le altre tre manovre fondamentali: il beccheggio o pitch , ovvero lo spostamento avanti/indietro del drone; il rollio o roll (movimento destra/sinistra) e l’imbardata o yaw che sarebbe la rotazione del drone sul proprio asse Z. Per i primi due si va ad agire delicatamente sullo stick direzionale: si sposta avanti e indietro per effettuare il beccheggio; a destra e sinistra per il rollio. L’imbardata, invece, avviene modificando la modalità di rotazione delle coppie di eliche e, quindi, si esegue agendo sullo stick del gas, spostandolo a destra o a sinistra in base al senso nel quale vogliamo far girare il multirotore.

Tre semplici acrobazie mozzafiato
Dopo aver fatto decollare il drone e aver preso dimestichezza con le principali manovre di volo, possiamo iniziare a “scaldarci i pollici”.

Volo traslato – Questa manovra consiste in uno spostamento laterale del drone, a destra o a sinistra, mantenendo un’altezza costante. Si esegue in modalità semi-assistita tenendo la levetta del gas (throttle) al 50 per cento e agendo sullo stick direzionale, spingendolo a destra o a sinistra, con una forza controllata in base alla velocità con la quale vogliamo effettuare il passaggio laterale. Quindi, la velocità di spostamento del multicottero è determinata dalla pressione che si effettua sullo stick direzionale e non su quello del gas, che rimane fisso al 50 per cento della sua corsa. Con una pressione leggera sulla levetta della direzione si ottiene un traslato lento , con una pressione maggiore il drone tenderà a inclinarsi verso il senso di spostamento e si otterrà quello che in gergo è chiamato un traslato veloce . Questa manovra è ottimale per eseguire la panoramica di un paesaggio con l’orizzonte verso l’infinito, oppure per riprendere i particolari in sequenza di una determinata struttura che si susseguono lentamente o più celermente in base alla velocità di passaggio del drone.

Avanzamento lento e veloce – Per far avanzare il drone lentamente con lo stick del gas si mantiene sempre il 50 per cento, mentre con il direzionale si imprime una leggera spinta in avanti per poi lasciare la leva, senza più imprimere alcuna pressione; il drone avanza lentamente e, per inerzia, continua la sua corsa per alcuni metri. Tecnicamente questa manovra si effettua sempre in modalità attitude , procedura che mantiene automaticamente la quota ma non la posizione, che appunto determiniamo noi con la leggera pressione e il repentino rilascio dello stick direzionale. Per un avanzamento veloce manteniamo sempre il gas al 50 per cento ma imprimiamo una pressione maggiore sullo stick direzionale e una tenuta costante. Quindi spostiamo in avanti la levetta della direzione, per esempio portandola a 45 gradi, e manteniamo la pressione per tutta la durata dell’avanzamento.

Passaggio all’indietro – Questa manovra ha le stesse caratteristiche di pilotaggio dell’avanzamento, l’unica differenza è che si vola in retromarcia. Quindi gas sempre al 50 per cento e pressione sulla levetta del direzionale verso di noi (in basso). Come per l’avanzamento lento, anche in questo caso il drone subisce una spinta, ma all’indietro, e continua il suo moto per inerzia. Se vogliamo un passaggio all’indietro più veloce aumentiamo la pressione sullo stick del direzionale e teniamola costante per tutta la durata del passaggio all’indietro.

Riprese video da top gun dei droni
Hovering, volo traslato, avanzamento e passaggio all’indietro sono l’ABC del volo, movimenti per iniziare a conoscere la nostra macchina volante e che devono essere ripetuti fino allo sfinimento per apprendere la giusta dimestichezza e volare in sicurezza. Solo quando saremo sicuri delle nostre capacità potremo passare alle seguenti manovre, che hanno un maggiore coefficiente di difficoltà. Poiché siamo alle prime armi è inutile analizzare manovre da super professionisti che si utilizzano in applicazioni particolari come fotogrammetria, controllo aereo e sorveglianza di un’area a fini di sicurezza. Insomma, non analizzeremo le operazioni da compiere per individuare con un drone le mine antiuomo, ma ci concentreremo invece sul campo di maggior utilizzo dei multirotori in ambito consumer, ovvero quello delle riprese aeree. Studieremo manovre specifiche e particolari per creare video di ottima fattura, sfruttando le varie angolazioni, le diverse visuali e concentrandosi su determinati soggetti, per creare filmati ricchi di prospettive diverse.

È giusto ricordare che su alcuni droni estremamente professionali sono installate una telecamera che serve al pilota per vedere dove va la macchina volante, e una seconda fotocamera, comandata da un cameraman, che sarebbe quella destinata alle riprese. Quindi in questo caso ci sono due telecamere, due radiocomandi comandati in remoto (entrambi provvisti di monitor) e due operatori, il pilota e il cameraman. Per ottimizzare il lavoro è fondamentale la sinergia tra chi guida il drone e chi comanda la fotocamera: per esempio può capitare che una ripresa non sia possibile perché il drone non è nella posizione giusta. Nel caso dei droni plug and play, ovvero quelli “pronti al volo” destinati al pubblico consumer, la fotocamera è una sola, e serve sia per pilotare (per vedere dove va il drone) sia per realizzare le riprese. Abbiamo fatto questa doverosa premessa per precisare che le manovre avanzate riportate in queste pagine si riferiscono a droni pronti al volo, o comunque a quelli professionali che utilizzano una sola videocamera. Allacciamo dunque le cinture di sicurezza e prepariamoci al decollo.

Accensione automatica e manuale delle macchine volanti
Nei droni provvisti di fotocamera incorporata, all’accensione della macchina volante avviene anche quella della camera; se invece si utilizzano action cam o videocamere più evolute, bisogna ricordarsi si avviare la registrazione quando il drone è ancora a terra, pigiando il tasto “Rec”. Sembra un’ovvietà, ma quando si è presi con altre operazioni inerenti alla missione di volo capita di dimenticarsi di un gesto così semplice. E ricordiamoci sempre di inserire nell’apposito slot la scheda di memoria su cui verranno memorizzate le riprese effettuate.

Manovre aeree azzardate
Da quelle più semplici a quelle più complesse: dita sugli stick e via con le operazioni.

Volo radente – Per filmare a pochi metri da terra non c’è niente di meglio di un volo radente che si esegue con gli stessi accorgimenti del volo in avanti o del traslato. La differenza si intuisce dal nome: con “radente” si intende un volo nel quale si riduce sensibilmente la distanza tra drone e suolo (circa 2-3 metri). Per eseguirlo alla perfezione si mantiene la leva del gas al 50 per cento e si agisce sullo stick direzionale, spostandolo avanti e indietro oppure a destra o a sinistra, in base alla direzione desiderata. Come nel caso del volo traslato, la velocità del multicottero è determinata dalla pressione sullo stick direzionale. Il volo radente non è una manovra difficile, ma richiede un’attenzione maggiore perché il multicottero vola molto vicino al suolo. Per evitare spiacevoli crash è bene avere mano ferma sulla leva del gas, perché è possibile che il drone tenda a perdere quota e, nello stesso tempo, mantenere sotto controllo lo stick direzionale per imprimere al multicottero la giusta direzione. Questa manovra regala immagini alquanto emozionanti, specie se il volo radente avviene a una certa velocità, e si presta alla perfezione per cogliere in sequenza tanti piccoli particolari disseminati in un ampio paesaggio.

Avanzamento con ascesa controllata – Questa manovra è utilizzata soprattutto per riprendere strutture fisse come monumenti, casolari di campagna e tutti quei manufatti che presentano una certa altezza. Per immortalare questi soggetti statici si inizia con un avvicinamento alla struttura seguito da un avanzamento, per poi salire di quota con il drone e scavalcare il manufatto, proseguendo a riprendere il paesaggio alle sue spalle. Insomma, un vero e proprio passaggio aereo che esalta il soggetto in tutte e tre le dimensioni. Per realizzare al meglio questa manovra si parte da una quota stabilita, in base all’altezza del soggetto e sempre con il 50 per cento del gas, e si imprime una pressione costante in avanti sulla levetta del direzionale, con intensità pari alla velocità con la quale vogliamo effettuare il passaggio. Per eseguire l’ascesa una volta che il drone è arrivato in prossimità del manufatto, bisogna agire sullo stick del gas aumentando la potenza, quindi spostando in avanti la levetta: dal 50 per cento passiamo almeno al 60-70 per cento. All’aumentare del gas il multirotore prende quota e, mantenendo la pressione sullo stick direzionale, sorvola il soggetto, permettendo alla videocamera di effettuare una ripresa spettacolare.

Allontanamento a ritroso verso l’alto – Simile al passaggio all’indietro ma con l’aggiunta di un’ascesa, questo passaggio è utilizzato dai video maker per focalizzare inizialmente un determinato dettaglio di un soggetto statico, per poi aprire il campo di visione grazie a un volo all’indietro completato con un’ascesa che esalta il paesaggio circostante. Pensate a una ripresa “chiusa” che parte dal particolare di una vecchia finestra di un casolare di campagna, per poi aprirsi a ritroso valorizzando l’intera struttura e infine anche tutto il paesaggio che la circonda. Per un perfetto allontanamento a ritroso verso l’alto è importante il gioco tra lo stick del gas e quello direzionale. Aumentando il gas il multicottero inizia a salire di quota e, spingendo all’indietro la levetta del direzionale, il drone si allontana dal soggetto. La pressione sui due stick determina la velocità del passaggio: più si spinge sulle levette e più l’azione è veloce; viceversa, con meno pressione si esegue un passaggio più lento. L’importante è mantenere costante la spinta sui due stick, in questo modo si ottiene una ripresa fluida, dinamica e senza sobbalzi che danneggiano la qualità delle immagini.

Passaggio laterale con ascesa – Con questa manovra si ottiene dinamicità su un soggetto statico. In parole povere si riesce ad animare il punto d’interesse, esaltandone le bellezze e le caratteristiche più significative. In realtà, questo passaggio è composto da due manovre che si devono svolgere in sequenza, senza interruzioni: uno spostamento laterale, verso destra o sinistra, e un’ascesa che va a scoprire tanti piccoli particolari del soggetto in questione. Il risultato deve essere un filmato continuo, l’unione di una visualizzazione laterale in movimento e di un’ascesa fin quasi a cambiare prospettiva sul soggetto. Nella pratica si esegue imprimendo più o meno gas sulla levetta del throttle, in base alla velocità con la quale si desidera fare l’ascesa e, contemporaneamente, si agisce sullo stick direzionale spingendolo verso destra o sinistra. La velocità dello spostamento laterale è determinata dalla pressione che si esegue sulla levetta della direzione: con una spinta minima il multirotore si sposta lentamente, mentre con una pressione più energica vola via più velocemente.

Passaggio nadirale – Da definizione il nadir è “l’intersezione della perpendicolare all’orizzonte passante per l’osservatore con l’emisfero celeste invisibile, e il punto diametralmente opposto è detto zenit”. Tradotto: zenit e nadir sono i poli dell’orizzonte. Detto questo, quando nel nostro caso si parla di passaggio nadirale, si intende un volo con il piano della ripresa parallelo al suolo. Questa manovra permette di visualizzare un soggetto in pianta nel suo insieme o di riprendere un paesaggio da un’angolazione veramente unica. In questo caso nulla di complicato: si porta il multicottero in quota e si mantiene il gas al 50 per cento, agendo sullo stick direzionale con una leggera pressione, spostando il drone a proprio piacimento (avanti, indietro, destra o sinistra). L’operazione fondamentale prima di compiere il passaggio, è inclinare la camera di 90 gradi verso il terreno. Questo lo si può fare manualmente, o in automatico sui radiocomandi che presentano il pulsante dedicato. Per esempio nel DJI Phantom Professional si agisce su una piccola rotella posta nella parte anteriore del radiocomando.

Rotazione controllata – Se abbiamo imparato a eseguire correttamente le manovre precedenti, siamo pronti per la rotazione controllata. In questo caso i protagonisti possono essere sia un paesaggio sia un soggetto, come una struttura o una persona, e con questa manovra si dona uno spettacolare “effetto movimento” alla ripresa. È possibile eseguire la rotazione controllata sia in modalità manuale o in semiassistita. La modalità manuale comporta una grande conoscenza del mezzo e un livello di pilotaggio elevato. La cosa più complicata è mantenere il drone alla giusta velocità di rotazione attorno al soggetto e, contemporaneamente, alla giusta velocità di rotazione attorno al suo asse verticale (asse Z). Per eseguire la rotazione controllata in modalità manuale si mantiene il gas al 50 per cento e si agisce sullo stick direzionale (destra/sinistra in base alla direzione che vogliamo dare). In contemporanea si agisce sullo stick dello yaw, che è lo stesso di quello del gas (throttle), ma muovendolo lateralmente a destra o sinistra. Il gioco sta nel continuo controllo dello stick direzionale e di quello dello yaw, per effettuare un movimento costante e fluido, sia sulla rotazione del drone che gira attorno al soggetto sia su quella dello stesso multicottero che ruota sul suo asse verticale.
Discorso un po’ più semplice se ci affidiamo alla guida semiassistita usufruendo della modalità POI (Point Of Interest), disponibile però solo su alcune fly control. La POI consente di impostare automaticamente con il GPS un punto ben preciso, che solitamente ricade sulla zona centrale del soggetto da filmare. Questo punto, denominato home point , è registrato dalla centralina ed è il punto fisso sul quale ruoterà il multirotore. Dopodiché ci si allontana dal soggetto a una determinata distanza, in modo da riprenderlo per intero, distanza che sarà il raggio della circonferenza immaginaria che andremo a creare con la rotazione del multirotore attorno all’home point, quindi attorno al soggetto. A questo punto, per eseguire la rotazione completa, dovremo agire solamente sullo stick del direzionale spingendolo a destra o a sinistra, in maniera costante e mantenendo l’inclinazione della levetta per tutta la durata della rotazione.

Avanzamento con ascesa controllata e rotazione sul soggetto – Andiamo sempre più nel difficile e vediamo come eseguire questo passaggio da veri esperti del volo. Questa non è altro che l’insieme di due manovre base, l’ avanzamento con ascesa controllata e la rotazione controllata sul soggetto. In teoria è la somma di questi due movimenti, ma in pratica è un insieme di piccole manovre che richiedono una grande esperienza e un assoluto controllo sugli stick del radiocomando. L’azione consiste nel partire a circa 80-100 metri dal soggetto con il drone a una determinata altezza (2-3 metri in riferimento al soggetto da filmare) e, man mano che ci si avvicina, si sale di quota in maniera controllata fino ad arrivare a una determinata altezza e iniziare la rotazione attorno al soggetto. In pratica, si parte con il gas al 50 per cento e lo stick direzionale in avanti con una pressione costante. Una volta che il multicottero arriva a qualche metro dal soggetto, si inizia l’ascesa aumentando il gas, quindi spostando in avanti la levetta del throttle fino a un 60 per cento circa, mantenendo sempre una pressione costante in avanti sullo stick del direzionale. Appena il drone arriva all’apice della struttura si riporta la leva del direzionale al centro, per poi subito orientarla a destra o a sinistra, in base al senso di rotazione che si vuole effettuare. Contemporaneamente si agisce sullo yaw per far ruotare il drone sul suo asse verticale e mantenere l’inquadratura fino a fine rotazione. Manovra alquanto complicata, ma se eseguita senza sbalzi o interruzioni regala filmati da professionisti del settore.

Ascesa elicoidale – Avete presente quando nei videogames per passare un livello si incontra il fatidico “mostro”? Ecco, per spianare la strada verso un futuro da piloti professionisti, il vostro “mostro” da superare è l’ascesa elicoidale, indubbiamente la manovra più difficile da eseguire in modalità manuale con il radiocomando. In sostanza, è una rotazione continua sul soggetto dal basso verso l’alto. Facciamo un esempio terra a terra, ma che rende bene l’idea di come avviene questo passaggio. Immaginate una scala a chiocciola con il palo centrale che la sorregge al quale sono collegati i gradini con tanto di passamano. Ecco, nell’immaginario il nostro soggetto lo possiamo paragonare al palo di sostegno, mentre la traiettoria di volo del nostro drone al passamano, che sale ruotando attorno al palo. In questa manovra si utilizzano entrambi gli stick con estrema precisione: si agisce sulla levetta del gas per dare la velocità di ascesa, contemporaneamente (sempre con lo stesso stick) si lavora sullo yaw spostandolo a destra o sinistra in base al senso di rotazione che si vuole dare. In questo caso stiamo parlando della rotazione sull’asse Z che mantiene nell’inquadratura il soggetto. Sempre simultaneamente si spinge la levetta del direzionale verso destra o sinistra per dare la direzione, ma con l’accorgimento di inclinarla diagonalmente verso l’alto per dare al drone quel particolare movimento rotatorio richiesto dal passaggio elicoidale. Il multirotore non deve andare solo a destra o a sinistra, ma si deve spostare anche leggermente in avanti, solo così può compiere un volo ellittico sul soggetto. Per questo si sposta la levetta direzionale in diagonale verso il senso di rotazione.
Il passaggio elicoidale è una manovra complessa che richiede molta pratica ma anche buon senso. È sconsigliabile eseguirla quando tira vento o quando le condizioni meteo non sono perfette. Per quanto riguarda la velocità del passaggio, più si spinge sulle levette e più l’azione è veloce; viceversa, con meno pressione si esegue un passaggio più lento. L’importante è mantenere costante la spinta sui due stick, in questo modo si ottiene una ripresa fluida, dinamica e senza sobbalzi che danneggiano la qualità dell’intero girato.