La composizione del sistema di trasmissione dell'immagine UAV
Che cos'è un sistema di trasmissione delle immagini UAV?
Se il sistema di controllo del volo è il cervello del drone, il sistema di trasmissione delle immagini è il suo "occhio", e attraverso il drone possiamo ammirare il meraviglioso mondo dalla prospettiva di Dio. Il sistema di trasmissione delle immagini del drone utilizza un'adeguata tecnologia di compressione video, elaborazione del segnale, codifica dei canali e modulazione e demodulazione per trasmettere in modalità wireless il video catturato dalla telecamera montata sul drone a un ricevitore a lunga distanza in tempo reale. Un tipo di apparecchiatura di trasmissione elettronica wireless.
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Classificando i sistemi di trasmissione delle immagini UAV in base al tipo di apparecchiatura, si possono generalmente suddividere in due categorie: trasmissione analogica e trasmissione digitale. Poiché la qualità e la stabilità video trasmesse dalla trasmissione digitale sono notevolmente migliori rispetto a quelle dei sistemi di trasmissione analogica, la trasmissione digitale viene solitamente utilizzata in applicazioni industriali.
La trasmissione delle immagini dei droni utilizza principalmente tre bande di frequenza: 1,2G, 2.4G, E 5,8G. 2.4G e WiFi appartengono alla stessa banda di frequenza; 1.2G è una banda di frequenza controllata. Attualmente non esiste una banda di frequenza amatoriale aperta 1.2G nel nostro Paese, ed è disponibile per l'uso legale solo da parte di radioamatori che hanno ottenuto certificati di qualificazione; il Paese ha suddiviso la banda di frequenza 5.8G in bande di frequenza amatoriali aperte. Ci sono meno dispositivi che funzionano in 5.8G e ci sono meno interferenze. Le antenne ad alta frequenza possono essere più miniaturizzate. Tuttavia, maggiore è la frequenza, maggiore è il costo dei componenti elettronici. I requisiti di precisione delle antenne sono più elevati. Il conduttore magnetico è più sensibile rispetto a quello a bassa frequenza ed è più difficile produrre alta potenza rispetto a bassa frequenza.
Attualmente, le tecnologie più diffuse per la trasmissione di immagini UAV includono OFDM, WiFi, ecc. OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) è un tipo di modulazione multiportante, più adatto alla trasmissione dati ad alta velocità. Può anche inviare grandi quantità di dati con larghezza di banda stretta e può resistere al fading selettivo in frequenza o alle interferenze a banda stretta, ecc. Tuttavia, OFDM presenta anche delle carenze, come l'offset della frequenza portante, che è molto sensibile al rumore di fase e all'offset della frequenza portante, e il valore di picco medio è relativamente alto. La trasmissione di immagini WiFi è una tecnologia di trasmissione di immagini UAV conveniente. Tuttavia, il WiFi presenta molte limitazioni tecniche. Molti produttori lo integrano direttamente nella soluzione. Il formato del chip non può essere modificato. Strategia di gestione delle interferenze nella trasmissione di immagini WiFi Le prestazioni in tempo reale non sono elevate e il tasso di utilizzo del segnale è relativamente basso.
Composizione del sistema di trasmissione delle immagini UAV
Il sistema di trasmissione delle immagini UAV è composto da quattro parti: il server remoto, il velivolo, il relè di memoria e il terminale di controllo video del telefono cellulare. Ad esempio, sono presenti 2 moduli WiFi ad alta potenza, integrati rispettivamente nel relè UAV e nel relè di terra.
Il modulo WiFi ad alta potenza utilizzato nel drone ha una potenza di trasmissione di +28 dBm e una distanza di trasmissione fino a 2 chilometri. Il modulo WiFi ad alta potenza non solo può trasmettere in tempo reale i video delle telecamere aeree, ma anche i segnali di controllo da terminali mobili a terra, come i telefoni cellulari.
Perché il segnale WiFi di un router wireless non riesce a raggiungere una distanza così ampia?
Alla stessa frequenza, i droni possono trasmettere immagini a lunga distanza, ma il segnale WiFi dei router wireless non ha segnale a tali distanze. Una delle ragioni principali è che la potenza dei router wireless e dei terminali mobili come i telefoni cellulari è limitata. Il Paese ha normative pertinenti che stabiliscono che la potenza di trasmissione dei router wireless non può superare i 100 mW (20 dBm) e il guadagno dell'antenna è generalmente di 3 dBi e 5 dBi. Alcuni prodotti con eccezionali capacità di penetrazione delle pareti utilizzano antenne con guadagno di 6 dBi o 7 dBi. Il miglioramento della potenza del segnale dovuto al guadagno dell'antenna è ancora molto significativo. È limitato, quindi il segnale WiFi del router wireless può coprire 200 metri senza ostacoli.
Inoltre, i telefoni cellulari e i computer a bassa potenza nella vita quotidiana causano anche grandi limitazioni, facendo sì che il segnale WiFi sia molto buono, ma non riesca comunque ad accedere a Internet o la qualità della rete sia molto scarsa. È come se due persone andassero in montagna contemporaneamente. Dopo essersi separate per una certa distanza, la persona con la voce più forte riesce a sentire quella con la voce più bassa, e la persona con la voce più bassa risponde alla persona con la voce più forte, ma la persona con la voce più forte non riesce a sentire nulla. Naturalmente non ci sarà alcuna risposta.
Infatti, i telefoni cellulari e altri dispositivi di accesso a Internet tramite WiFi devono passare attraverso un processo di handshake a tre vie prima di poter effettivamente stabilire una connessione per accedere a Internet. Se la potenza di trasmissione del segnale WiFi è molto elevata e il telefono cellulare supera la distanza massima a cui può rispondere al segnale, si verificherà una situazione in cui il segnale WiFi è forte e le informazioni possono essere ricevute, ma non inviate.
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Inoltre, i droni volano in aree relativamente aperte all'aperto per la trasmissione delle immagini, mentre il Wi-Fi del router viene generalmente utilizzato in ambienti complessi con molti ostacoli. Pertanto, è considerato buono se il segnale Wi-Fi del router riesce a coprire circa 10 metri in casa.