科普|浅谈目前常用无人机图传技术有哪些?

发布时间: 2020-03-20 16:25:24阅读:

图传就是要把一个东西准确、快速的从一个地方传递到另一个地方,抗干扰且要抓重点。无人机图传系统是无人机重要组成部分,是采用一定的技术,将现场无人机所搭载的摄像机拍摄到的视频以无线方式实时传送到远距离后方的一种无线电子传输设备。所以无人机图传也被称为无人机的“眼睛”。


无人机组成
 
目前无人机图传主流的技术:
 
1、OFDM技术
 
在技术上,目前无人机上使用最广的传输技术是为OFDM,是多载波调制的一种,该技术更适合于高速数据的传输,OFDM有很多优势,比如:在窄带带宽下也能够发出大量的数据、能够对抗频率选择性衰落或窄带干扰等等。但是,OFDM也有缺点:(1)载波频率偏移;(2)对相位噪声和载波频偏十分敏感;(3)峰均比比较高。所以把这三个缺陷瓶颈解决掉才是完美的技术。
 
2、COFDM技术
 
COFDM即编码的OFDM,在进行OFDM调制之前增加一些信道编码(主要是增加纠错和交织),来提高系统的可靠性。COFDM与OFDM的区别就是:在做正交调制前增加纠错编码和保护间隔,使信号更有效的传输。OFDM主要应用在LTE(4G)、WIFI等应用系统上。COFDM目前应用最广泛的是在DVB(数字视频广播),有DVB-T,DVB-S,DVB-C等等,在欧洲,东南亚,南美,澳洲都有广泛应用。
 
3、WIFI技术
 
WiFi传输是具有高性价比的无人机图传使用最广泛的技术,但是因为WiFi在技术上有很多限定,且不可修改的,并且很多厂家都是拿来方案直接搭建,所以其缺点也十分突出:比如芯片设计成什么格式就是什么格式的,无法修改,技术比较固化;干扰管理策略实时性不强;信道利用率比较低等等。
 
4、Lightbridge高清远距离数字图传技术
 
Lightbridge技术使用单向图像数据传输,类似位于高 处的电视广播塔的数据传输形式。而 Wi-Fi图传的数据传输需要发送端与接收端首先建立起通讯握手机制,再传输每个大小为512字节的数据包。每个数据包的传输必须完整无误,丢失其中的一 个字节都会导致整个数据包重新发送,确认完整接收一个数据包之后,才开始传输下一个数据包,而这正是导致图传延时的根本原因。
 
对于无人机飞行来说,“实时”无线图像传输至关重要,由于一个字节而重新发送整个数据包非常浪费时间。从数据传输角度上看,Wi-Fi传输已经算是速度很快的无线传输技术,但基于TCP/IP协议的双向握手机制很容易会导致 Wi-Fi图传无法实时传输航拍画面。在无人机FPV飞行对实时性要求很高的大前提下,重新发送数据包则会让操控者无法看到实时画面。
 
无延时的实时高清图像,是每个飞手在以FPV视角飞行时所希望看到的。即便是使用Lightbridge高清图传技术,零延时也无法100%达到,然而此项技术毫无疑问是现阶段无人机图传中最先进的,不仅可以最小化图传延时,还可以最大化传输距离。从技术实现上来讲,正是因为Lightbridge使用的是单向广播数据的方式,即使飞得远,图传延时仍能稳定保持在 100-200毫秒左右。而 Wi-Fi图传的延时,视飞行距离和飞行环境而定,一般会高出25%-100%不等。高效的单向广播数据传输方式让Lightbrige轻松超越 Wi-Fi图传。
 
5、模拟图传技术
 
一些不带云台相机的无人机,速度可高达80公里/小时以上,使用模拟信号传输技术。模拟图传几乎没有延时,而且模拟图传的另外一个特点是,当达到极限距离时,不会突然出现卡屏或者完全丢失整个画面的情况。模拟图传也是单向信号传播技术,有点类似于在数字电视信号还没出现前的模拟电视广播信号的传输,当信号变弱时,会出现雪花屏,警示飞手应该调整飞行方向或者往回飞,离返航点近一些。
 
总结
 
可以说,OFDM技术和WIFI技术这两种图传方式,是目前无人机图传的主流,更高级的是COFDM技术。其实总体来说,无人机远距离传输其实就是距离和功耗之间的平衡,其中还涉及了很多调制技术,如用扩频来提高抗干扰能力、信道信源技术的优化等等。

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