如果說飛控是無人機的大腦,那么圖傳系統就是無人機的“眼睛”,而我們通過無人機以上帝視角俯瞰美麗的世界。
無人機圖傳系統采用了適當的視訊壓縮技術、信號處理技術、信道編碼技術、以及調制解調技術,將無人機所搭載的攝像機拍攝到的視訊以無線方式實時傳輸到遠距離接收器端的一種無線電子傳輸設備。
無人機圖傳系統如果按設備類型來分類,通常可以分為模擬圖傳和數字圖傳兩大類,由于數字圖傳所傳輸的視訊質量和穩定性都遠遠好于模擬圖傳系統,所以工業級應用中通常都采用數字圖傳。
無人機的圖傳主要用到1.2G、2.4G、5.8G三個頻段。
2.4G和WiFi屬于同頻段;1.2G是管制頻段,在大陸目前沒有1.2G開放性的業余頻段,只提供取得資格證書的無線電愛好者合法使用;5.8G這個頻段國家劃分了開放的業余頻段,在5.8G工作的設備少,干擾較少,頻率高天線可以更加小型化,但頻率越高電子元器件的造價就越高,對天線等精度要求就更高,更容易發熱,對靠近發射機的導磁體比低頻更加敏感,做大功率就比低頻更困難。
目前無人機圖傳主流的技術有OFDM、WiFi等。OFDM(正交頻分多路復用)是多載波調制的一種,更適合于高速數據的傳輸,在窄帶帶寬下也能夠發出大量的數據,能夠對抗頻率選擇性衰落或窄帶干擾等等。但OFDM也有缺點,比如載波頻率偏移,對相位噪聲和載波頻偏十分敏感,峰均比比較高。WiFi傳圖是具有高性價比的無人機圖傳技術,但WiFi在技術上做了很多限定,很多廠家都是拿方案直接搭建,芯片設計是什么格式就是什么格式無法再做修改,WiFi傳圖干擾管理策略實時性不強,信號利用率也比較低。
無人機圖傳系統構成
無人機圖傳系統由遠程服務器端、飛機端、店面中繼端和行動電話視訊控制端四個部分,比如大功率的WiFi模塊一共有2個,分別嵌入無人機費繼端和地面中繼端。
無人機用到的大功率WiFi模塊發射功率達到了+28dBm,傳輸距離可達2千米。大功率WiFi模塊不僅僅可以實時的傳輸航拍相機的視訊,還可以實時傳遞來自地面移動端,如行動電話等的控制信號。
為什么無線路由器的WiFi信號就傳不了這么遠?
在頻率相同的情況下,無人機可以進行遠距離圖傳,而無線路由器的WiFi信號這么遠卻沒有信號,很大一部分原因在于無線路由器和行動電話等移動終端的功率不夠。國家有相關規定無線路由器的發射功率不能超過100mW(20dBm),而天線增益一般是3dBi和5dBi,一些穿墻能力突出的產品則用了6dBi、7dBi的增益天線,天線增益的信號強度提升也還是非常有限,所以無線路由器的WiFi信號在沒有障礙物阻擋的情況下覆蓋200米就不錯了。
另外日常生活中小功率的行動電話、電腦等也造成了很大的局限性,造成WiFi信號明明很好,但還是沒法上網或者網路質量很差的現象。
這就好比兩個人同時進山,分開一段距離后,嗓門大的人喊一句嗓門小的人能聽見,而嗓門小的人回應嗓門大的人,嗓門大的人卻什么也聽不到,自然也不會有任何的回應。
實際上行動電話等通過WiFi上網,需要歷經三次握手的過程才能真正地建立連接上網。如果WiFi信號端發射功率很大,而行動電話超出了它能回應信號的最大距離就會造成明明WiFi信號很強,也能接收到資訊,但死活就是發不出去資訊的情況。
另外,無人機是在室外較空曠的地方飛行進行圖傳,而路由器的WiFi一般是在有很多障礙物的復雜環境下使用。所以路由器的WiFi信號在家里能夠覆蓋個10來米就已經算不錯了。
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Wifi不是ofdm技術嗎?
大疆無人機能在1000毫瓦下圖傳10公里。100毫瓦下圖傳六公里。\n之所以WiFi不行是因為圖傳采用了丟包不重傳。算法對丟失數據進行猜測補全的方案。\n李德所羅門算法可以在丟失一半數據情況下無損還原,如果加入AI算法,可以在丟失70%以上的數據下依然能夠給出足以指導飛行不至于太花屏的畫面。這樣飛機在傳輸時候可以無腦發送數據,完全無視掉丟包。\n大疆無人機的遙控器長時間飛行,遙控器發熱嚴重甚至需要內部小風扇散熱。\nWiFi可是容不得一絲一毫的數據錯誤的。任何丟失的數據包都需要通知發送方重新發送數據包。而且WiFi收發數據是不可能主動對發送的數據進行精簡的。無人機在信號不好時候可以壓縮精簡數據到原來的十分之一。這樣雖然畫面畫質下降,色彩丟失甚至變成黑白圖像。依然可以指導飛行。WiFi發送的數據不是自己的,沒辦法對數據進行精簡。
那用無人機的wifi模塊組個路由器用怎么樣?半個小區都有信號了吧!