The composition of the UAV image transmission system

無人機圖像傳輸系統的組成

什麼是無人機圖傳系統?

如果飛控是無人機的大腦,那麼圖傳系統就是無人機的“眼睛”,我們可以透過無人機以上帝視角俯瞰美麗的世界。無人機圖傳系統採用適當的視訊壓縮技術、訊號處理技術、通道編碼技術、調變解調技術,將無人機搭載的攝影機拍攝的視訊即時無線傳輸到遠距離接收機,是一種無線電子傳輸設備。

圖傳

1.2G 1.5W 8通道圖傳/12通道視訊接收


無人機圖傳系統若依設備類型分類,通常可分為類比圖傳和數位圖傳兩大類。由於數位圖傳傳輸的視訊品質和穩定性遠優於類比圖傳系統,因此在產業應用中通常採用數位圖傳。


無人機圖傳主要使用三個頻段: 1.2G2.4G, 和 5.8G。 2.4G與WiFi屬於同一頻段;1.2G為管制頻段,我國目前沒有1.2G開放業餘頻段,僅供取得資格證書的無線電愛好者合法使用;國家將5.8G頻段劃分為開放業餘頻段。 5.8G工作的設備較少,幹擾較小。高頻天線可以更小型化,但頻率越高,電子元件的成本越高,對天線的精度要求也更高,對磁導體的靈敏度比低頻高,比低頻更難產生高功率。

目前無人機圖傳主流技術包括OFDM、WiFi等。 OFDM(正交頻分複用)是一種多載波調製,比較適合高速數據傳輸,在窄帶頻寬下也能發出大量數據,並且能抵抗頻率選擇性衰落或窄帶乾擾等。但是OFDM也存在載波頻率偏移等缺點,對相位雜訊和載波頻率偏移非常敏感,平均峰值比較高。 WiFi圖傳是一種性價比較高的無人機圖傳技術,但WiFi有許多技術限制,許多廠商直接用方案搭建,晶片設計的格式無法修改,WiFi圖傳幹擾管理策略即時性不強,訊號利用率比較低。

無人機圖傳系統組成


無人機圖傳系統由遠端伺服器、飛行器、店面中繼器和手機圖控終端四個部分組成,例如有2個高功率WiFi模組,分別嵌入在無人機中繼器和地面中繼器端。



無人機採用的大功率WiFi模組,發射功率達+28dBm,傳輸距離可達2公里,不僅可以實時傳輸航拍相機視頻,還可以實時傳輸手機等地面移動終端的控制信號。

為什麼無線路由器的WiFi訊號傳不了那麼遠?


同頻下,無人機可以進行遠距離圖傳,但無線路由器的WiFi訊號在這麼遠的距離下卻沒有訊號。很大一部分原因是無線路由器和手機等行動終端的功率有限。國家有相關規定無線路由器的發射功率不能超過100mW(20dBm),天線增益一般為3dBi、5dBi,一些穿牆能力突出的產品會採用6dBi或7dBi增益天線,天線增益對訊號強度的提升還是很有限的,所以無線路由器的WiFi訊號無障礙覆蓋200公尺左右。



另外,日常生活中低功耗的手機、電腦也造成了極大的限制,導致WiFi訊號很好,但仍然無法上網或網路品質很差。這就好比兩個人同時進山,隔開一定距離後,聲音大的人能聽到聲音小的人的聲音,聲音小的人又回應聲音大的人,但聲音大的人甚麼都聽不到,自然也不會有任何回應。

事實上,手機等透過WiFi上網的設備,需要經過三次握手的過程,才能真正建立連線上網。如果WiFi訊號端的發射功率很高,而手機超過了其能夠回應訊號的最大距離,就會造成WiFi訊號很強,能接收訊息,但訊息卻無法發出去的情況。

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另外,無人機在戶外飛行時,通常都是在相對空曠的地方進行圖傳,而路由器WiFi一般使用在環境複雜、障礙物較多的地方,因此,家裡路由器的WiFi訊號能覆蓋10公尺左右就不錯了。

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