Simulatorji letenja niso namenjeni le nadobudnim igralcem računalniških iger, ampak tudi tistim, ki želijo svoje letalske spretnosti preizkusiti pred poletom s pravim dronom.
Letenje z dronom je za začetnika izziv, ne le zaradi nevarnosti, da ga že med prvim poletom uniči ali poškoduje, temveč tudi zaradi omejujoče evropske zakonodaje. Po drugi strani je lahko upravljanje drona v navideznem svetu, kjer premagujemo realistične ovire in prek spleta tekmujemo s soigralci, tudi zabavno.
Večina boljših simulatorjev dronov je plačljivih, saj moramo za te odšteti od nekaj evrov do nekaj deset evrov. Drugi ponujajo brezplačne osnovne simulatorje, zahtevnejša navidezna okolja in modele zmogljivejših dronov pa je treba dokupiti.
Ročno upravljanje drona v naravi ali zaprtem prostoru za začetnika ni preprosto, saj se mora privaditi zahtevni dinamiki, odzivnosti daljinskega upravljalnika in izogibanju oviram – še posebej krošnjam visokih dreves, na katerih lahko dron obtiči. Manjši droni nimajo kamer, zato jih lahko med upravljanjem opazujemo le daljavo, kar je pogosto težje kot upravljanje prek živih slik s kamer (dve kameri za stereoskopski vid) in 3D-očal (ali slike na monitorju), kar nas postavi v središče dogajanja.
Predhodna vadba s simulatorjem drona je zato odlično izhodišče za bodoče upravljavce, pri čemer je za kakovostno učenje ročnega upravljanja zmogljivejših dronov priporočljivo izbrati plačljive različice simulatorjev, ki v celoti ali večji meri podpirajo njihove funkcionalnosti.
Simulacija drona običajno vključuje tudi tridimenzionalno (3D) vizualizacijo njegovega leta v navideznem prostoru. Enostavni simulatorji so primerni za manj zmogljive računalnike in pametne telefone. Manj kakovostna grafika brez uporabe tehnike sledenja žarkom še ne pomeni, da niso uporabni za vadbo letenja z dronom, saj lahko dobro posnemajo fizikalne lastnosti drona in vremenske vplive, kot sta smer in jakost vetra.
PicaSim (lowlhouse.co.uk/PicaSim) je brezplačen simulator daljinsko vodenih jadralnih in motornih modelov letal za operacijska sistema Windows in Android. Zaradi sorazmerno preproste grafike deluje tekoče in odzivno na skoraj vsakem računalniku, tablici ali pametnem telefonu. Ker modeli dronov nimajo navideznih kamer, jih opazujemo le s svojega stojišča v navideznem prostoru. Kadar izgubimo pogled nanje, je v levem zgornjem kotu v pomoč povečana slika drona, s katere lahko razberemo njegovo orientacijo v prostoru.
Upravljanje je mogoče s tipkovnico, z miško, igralno palico ali daljinskim upravljalnikom za vodenje pravega drona. Prek številnih menijev lahko nastavljamo in prilagajamo delovanje drona, kar pa je med poletom pogosto prezapleteno.
Zmogljiva grafika namiznih PC je omogočila razvoj simulatorjev za igre z droni, kjer je v ospredju zabava ob premagovanju različnih ovir, na primer letenje skozi koridor obročev, pri čemer se jih dron ne sme dotakniti. Med akcijskimi igrami z droni so tudi tekmovanja in boj dronov za več igralcev, kjer zmaga tisti, ki prehiti ali zruši vse nasprotnike.
Uporaba strojev za 3D-igre omogoča vse potrebne elemente za gradnjo kompleksnih navideznih 3D-okolij, ki posnemajo letenje dronov na prostem in v zaprtih prostorih. Snovalci simulatorjev dronov s 3D-grafiko se morajo osredotočiti predvsem na kakovostno posnemanje odzivanja pravih dronov, manj pa na osnovne izrise računalniške grafike, saj je veliko elementov (npr. zunanjost stavb, pohištvo, notranja oprema ipd.) že na voljo v obliki komponent.
Razvijalci naprednejših simulatorjev dronov s kompleksno 3D-vizualizacijo se zato težko izognejo že uveljavljenim strojem za računalniške igre, kot so Unity Engine, Unreal Engine in Godot, s katerimi so ustvarjene številne priljubljene igre, kot so Fortnite, Final Fantasy, Pokemon Go itd.
Simulatorje dronov lahko prenesemo s priljubljenih platform za spletno prodajo računalniških iger, med katerimi je za klasične računalnike PC in Mac daleč najbolj priljubljena STEAM, vendar ni edina. Omenimo še Epic Games Store, GOG.com in Microsoft Store. Med platformami za prenos aplikacij na tablice in pametne telefone sta najbolj priljubljeni Google Play Store in Apple App Store. Za uporabo vsake od omenjenih platform je obvezna brezplačna registracija uporabnika.
AI Drone Simulator (steamcommunity.com/app/1608560) za operacijska sistema Windows in Mac OS se med vsemi preizkušenimi najbolj približa ročnemu vodenju pravega kvadrokopterja (drona s štirimi rotorji). Simulacija letenja s pravim dronom poteka ob pomoči že naučenega umetnointeligenčnega (UI) modela. Učenje novega UI-modela drona se izvede samodejno na osnovi zajetih parametrov poleta pravega drona v naravnem okolju, ki jih ta snema v datoteko tipa *.bbl.
DRL Simulator (steamcommunity.com/app/641780) za Windows in Mac OS je za mnoge simulator z največjo dodano vrednostjo, saj je uradni simulator za upravljavce dronov tekmovalne lige Drone Racing League. Vsebuje številne kakovostne modele dronov iz različnih tekmovalnih kategorij. Uporabniki lahko izbirajo med 30 zahtevnostnimi ravnmi in se udeležujejo navideznih tekem, v katerih tekmujejo s človeškimi soigralci, njihove uvrstitve pa so lahko javno objavljene.
Simulator omogoča izdelavo poljubnih tekmovalnih poligonov za drone in podpira drone različnih tipov. Na voljo so tudi že izdelani posnetki naravnih okolij: od notranjosti stavb, mestnih površin, ponoči osvetljenih z lučmi do strašljivih gozdov.
Povezovanje daljinskih upravljalnikov pravih dronov za pristnejše posnemanje njihovega leta je sorazmerno enostavno, zato je primeren tako za začetnike kot izkušene upravljavce dronov.
FPV Freerider (steamcommunity.com/app/854250) za Windows in Mac OS (za računalnike z arhitekturo x64) je odličen simulator dronov za manj zmogljive PC, saj ne uporablja zapletenih tekstur, ampak se osredotoča na osnovne letalne sposobnosti dronov. Zadošča že PC s procesorjem Intel ali AMD z dvema jedroma s frekvenco 2 GHz, 2 GB RAM in grafično kartico Geforce GTX 960M ali Radeon HD7750 z 1 GB RAM ali boljšo. Na disku zasede 1 GB prostora. Tekoče deluje v operacijskem sistemu Windows 10 ali novejšem in v Mac OS.
FPV.SkyDive (steamcommunity.com/app/1278060) je za mnoge najboljši brezplačni simulator s plačljivimi zmogljivejšimi različicami in dodatki za ročno upravljanje drona s petimi težavnostnimi stopnjami od začetnikov do ekspertov. Izbiramo lahko med različnimi tipi, kot so droni s kamero za slikovite prelete pokrajin, tekmovalni droni in kvadrokopterji za prosto letenje. Za vodenje dronov je, poleg igralnih palic, mogoče uporabiti tudi nekatere daljinske upravljalnike pravih dronov, kar zagotovo poveča občutek realističnosti. Mogoča je tudi uporaba 3D-očal. Za začetnike so na voljo vodniki, ki predstavijo osnovne funkcionalnosti posameznih dronov kakor tudi način njihovega ročnega upravljanja. Vseeno grafika ni tako gladka in tekoča kot pri plačljivih simulatorjih. Igro lahko hkrati igra več igralcev, vendar le na istem računalniku.
Za polno različico SkyDive moramo odšteti 27,37 evra, za različico Drone Soccer 7,79 evra, orodje za izgradnjo tekmovalnih poligonov Track Builder 5,89 evra, za različico Micro Drone Edition 9,75 evra, šolo učenja letenja z dronom Flight School pa 10,79 evra.
Liftoff (liftoff-game.com) ponudi izpiljeno grafiko ne le na PC z Windowsi in macih z Mac OS, ampak tudi na igralnih konzolah Playstation 4, XBox One in Nintendo Switch. Za zadnjega so celo nekoliko priredili način upravljanja drona. Mogoča je tudi sinhronizacija uporabniških profilov med omenjenimi računalniškimi platformami. Kakovost in zahtevnost izrisa grafike zna dobro prilagoditi zmogljivosti računalniške platforme.
Na voljo je več različic: osnovna za 19,99 evra, polna Ultimate Collection za 41,36 evra, različica Slipstream, ki omogoča tekmovanja med droni in športnimi avtomobili, za 3,99 evra in Night Flyer za letenje ponoči za 5,99 evra. Zastonjski dodatek DJI za osnovno različico vsebuje model drona DJI, ki posnema večino njegovih funkcij.
Tiny Whoop Go (tinywhoopgo.com) za Windows in Mac OS je zastonjski simulator tekmovalnih dronov z odličnim posnemanjem njihovih fizikalnih lastnosti. Tekmujemo v hitrostnih preletih poligonov, uvrstitve pa so na ogled vsem uporabnikom. Z urejevalnikom lahko izdelamo tudi lastni poligon. Kljub nekoliko postarani grafiki je posnemanje fizikalnih lastnosti pravih dronov kakovostno, upravljanje pa odzivno.
Učenje upravljanja dronov pri letu skozi ozke koridorje je primerno tudi za začetnike, saj pri stopnji zahtevnosti za začetnike dron (namenoma) preživi marsikateri dotik z oviro, ki ga pravi zagotovo ne bi. Med učenjem simulator upravljavca drona pouči o vseh osnovnih manevrih akrobatskega načina letenja.
Dodajmo še, da simulator deluje tudi na manj zmogljivih in starejših PC. Osnovna različica je brezplačna, dodatke in urejevalnik poligonov pa lahko dokupimo v aplikaciji.
Uncrashed (steamcommunity.com/app/1682970) za Windows in Mac OS je eden izmed najboljših simulatorjev za prosto letenje z droni. Primeren je za tiste, ki si želijo letenja v prostranih okoljih in na enkratnih lokacijah ter popolno svobodo. Simulator ima več kot 25 izjemno natančno modeliranih okolij (mesta, gradbišča, naravne pokrajine …), omogoča letenje ob prehodih med dnevom in nočjo, ko so v naravi pogosto najlepše barve. Let drona lahko tudi posnamemo in si ga kadarkoli ponovno ogledamo. Simulacija je odzivna in tekoča, vendar to ne pomeni, da ne moremo tudi tekmovati. Simulator omogoča dostop do tabel z najboljšimi rezultati uporabnikov s tekem in posebnih izzivov. Uncrashed zamerimo le, da ne omogoča tekem z več igralci hkrati.
VelociDrone (velocidrone.com) je simulator tekmovanj z droni, ki dobro posnema fizikalne lastnosti pravih dronov in vsebuje natančne modele pravih tekmovalnih prog MultiGP. Tekmujemo lahko v kategorijah 12-centimetrskih, mikro in izjemno majhnih dronov (t. i. kategorija tiny). Podpira hkratno dirkanje več tekmovalcev pa tudi prikaz rezultatov tekmovanj v tabelah uvrstitev. Deluje v operacijskih sistemih Windows, Mac OS in Linux. Omenimo še, da so organizirane virtualne tekme z droni skoraj vsak dan. VelociDrone omogoča tudi gradnjo novih tekmovalnih poligonov in novih modelov dronov, še posebej tistih za bo dronov, v katerih se spopadeta dva ali več.
GTA 5 FPV Drone Mod (gta5-mods.com/scripts/quadcopter-redux) za Windows in Mac OS je najboljši simulator za tiste, ki želijo z dronom leteti brez omejitev. Letimo v natančno modeliranih okoljih (predvsem mestnih), ki jih poznamo iz računalniške igre Grand Theft Auto 5. Posnemanje nekaterih fizikalnih lastnosti dronov ter gibajoči se avtomobili, motoristi, kolesarji in pešci dajejo vtis realističnosti. Simulator je sicer brezplačni dodatek za igro Grand Theft Auto 5 (GTA 5), ki ga lahko namestimo po navodilih proizvajalca na GitHubu. Igra sicer stane okoli 30 evrov.
Poleg simulatorjev ročno vodenje dronov se vse bolj uveljavljajo tudi taki, ki jih lahko upravljamo s programi v različnih programskih jezikih, še posebej v Pythonu, C# in C++. Prek aplikacijskih programskih vmesnikov (API) lahko tovrstni simulatorji v posebni programski strukturi vračajo tudi slike s kamer. Oblika prenosa podatkov je pogosto enaka ali zelo podobna kot pri pravih dronih. Za analizo podatkov, še posebej slik s kamer drona, in avtonomno odločanje lahko uporabimo tudi metode UI. Razvijalci pogosto uporabljajo zmogljive programske knjižnice UI za Python.
Pysimverse (pysimverse.com) je eden redkih simulatorjev dronov, ki jih lahko upravljamo samo s programom prek krajevne povezave TCP/IP. Python s simulatorjem drona povežemo prek dodatne programske knjižnice, ki jo z ukazom py -m pip install pysimverse namestimo v razvojno okolje. V programu nato za vsak dron ustvarimo objekt, prek katerega ga lahko upravljamo in tudi zajemamo sliko z njegove (navidezne) kamere in tipal.
Za integracijo metod UI za odkrivanje in prepoznavanje predmetov v živi sliki lahko uporabimo standardne programske knjižnice UI, pri čemer lahko kot izhodišče služijo tudi rešitve, ki jih ponudi Google AI, če od njega, denimo, zahtevamo, da izdela program, s katerim dron lahko pristane na stolu v navideznem prostoru. Ponujena rešitev tako v prvem koraku vključuje sistematičen prelet prostora z iskanjem stola. Ko metode UI odkrijejo stol, mora robot na njem še pristati, kar zahteva pravilno merjenje višine in oddaljenosti od sedala stola. Paziti mora tudi, da se ne zaleti v njegovo naslonjalo.
Simulator je brezplačen, na voljo pa je tudi plačljiva različica Pysimverse Pro z veliko dodatnimi navideznimi okolji (mesto, podeželje, gorske pokrajine … ), za katero moramo odšteti okoli 170 dolarjev ob enoletni licenci in okoli 250 pri trajni.
Gazebo (gazebosim.org) je natančen simulator raznovrstnih robotov, med drugim tudi dronov, ki jih pogosto uporabljamo z operacijskim sistemom ROS (angl. Robot Operating System). Obenem je tudi industrijski standard za raziskovalce in znanstvenike, ki želijo svoje krmilne programe v Pythonu in C++ (najprej) preizkusiti na kompleksnih modelih robotov v (kompleksnih) navideznih prostorih.
AirSim (github.com/iamai/projectairsim) je odprtokodni simulator, zasnovan na stroju za pogon računalniških iger Unreal Engine, ki sta ga skupaj razvila Microsoft in IAMAI, vendar so kasneje pri Microsoftu nadaljnji razvoj prepustili Iamai. Ima robusten API za razvoj aplikacij v Pythonu za avtonomna robotska vozila in drone. Zaradi visoke zmogljivosti in kakovosti ga strokovnjaki pogosto uporabljajo tudi pri predhodnem učenju UI-modelov, ki jih nato uporabijo kot pripomoček pri upravljanju pravih dronov.
Za poganjanje simulacij dronov zadošča že povprečen igričarski računalnik z zmogljivo grafično kartico. Letenje v raznolikih navideznih okoljih in tekmovanja navdušencev z virtualnimi droni na futurističnih poligonih postajajo vse bolj popularni tudi med igralci računalniških iger. Njihova hitrost in okretnost omogočata neverjetne poglede in presenetljive prelete v mestnih, ruralnih, obmorskih, gozdnih, hribovskih in gorskih okoljih – med njimi tudi take, ki so s pravimi droni prepovedani.
Simulatorji so neobhoden pripomoček tudi bodočim upravljavcem dronov, saj se lahko z njimi naučijo osnovnih veščin njihovega upravljanja, ne da bi pri tem tvegali, da jih uničijo ali z njimi koga ali kaj poškodujejo. Po drugi strani so simulacije v navideznih okoljih (skoraj) neobhodne za načrtovalce avtonomnih dronov, ki se lahko v njih brez posebnih dovoljenj in strogih varnostnih ukrepov učijo in preizkusijo nove modele UI za vodenje dronov.