如果說飛控是無人機的大腦,那么圖傳系統(tǒng)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(tǒng)采用了適當?shù)囊曨l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頻以無線方式實時傳輸?shù)竭h距離接收器端的一種無線電子傳輸設備。
無人機圖傳系統(tǒng)如果按設備類型來分類,通??梢苑譃槟M圖傳和數(shù)字圖傳兩大類,由于數(shù)字圖傳所傳輸?shù)囊曨l質量和穩(wěn)定性都遠遠好于模擬圖傳系統(tǒng),所以工業(yè)級應用中通常都采用數(shù)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,在我國目前沒有1.2G開放性的業(yè)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(yè)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(fā)熱,對靠近發(fā)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(shù)據(jù)的傳輸,在窄帶帶寬下也能夠發(fā)出大量的數(shù)據(jù),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(tǒng)構成
無人機圖傳系統(tǒng)由遠程服務器端、飛機端、店面中繼端和手機視頻控制端四個部分,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(fā)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頻,還可以實時傳遞來自地面移動端,如手機等的控制信號。
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手機等移動終端的功率不夠。國家有相關規(guī)定無線路由器的發(fā)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手機、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絡質量很差的現(xiàn)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。
實際上手機等通過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(fā)射功率很大,而手機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,也能接收到信息,但死活就是發(fā)不出去信息的情況。
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(huán)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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