圖傳按信號類型分為:模擬信號和數字信號;
wifi圖傳:因為基於wifi的協議,壹般延遲大於專用的數字圖傳(比如大疆的Lightbridge)。
專用的數字圖傳:和wifi沒啥關系的數字圖傳,延遲可以小壹些;
(以下文章轉載自國外論壇,好的技術文章,值得分享和交流!)
這篇文章簡要地介紹了目前消費級無人機最常用兩種無線圖像傳輸技術:DJI Lightbridge與 Wi-Fi。這兩種技術都是將無人機上雲臺相機拍攝的畫面實時傳輸至地面設備,以便進行地面實時的監控。需要指出的是,這裏談到的圖傳技術和效果與相機本身錄制存儲的視頻效果的好壞沒有關系。
Lightbridge高清遠距離數字圖傳技術讓大疆與其他無人機廠商明顯區分開來,並且拉開了差距。 Lightbridge是大疆自在研發的專用通信鏈路技術,可實現幾乎“零延時”的720p高清傳輸和顯示,距離通常可達2公裏以上,在開闊無幹擾的情況下甚至可達5公裏以上。Lightbridge與 Wi-Fi使用的都是2.4GHz頻段,但是Lightbridge與其他無人機廠商(如Yuneec,Blade,3DR)使用的標準 Wi-Fi圖傳技術大不相同。
Lightbridge技術使用單向圖像數據傳輸,類似位於高處的電視廣播塔的數據傳輸形式。而 Wi-Fi圖傳的數據傳輸需要發送端與接收端首先建立起通訊握手機制,再傳輸每個大小為512字節的數據包。每個數據包的傳輸必須完整無誤,丟失其中的壹個字節都會導致整個數據包重新發送,確認完整接收壹個數據包之後,才開始傳輸下壹個數據包,而這正是導致圖傳延時的根本原因。對於無人機飛行來說,“實時”無線圖像傳輸至關重要,由於壹個字節而重新發送整個數據包非常浪費時間。從數據傳輸角度上看,Wi-Fi傳輸已經算是速度很快的無線傳輸技術,但基於TCP/IP協議的雙向握手機制很容易會導致 Wi-Fi圖傳無法實時傳輸航拍畫面。在無人機FPV飛行對實時性要求很高的大前提下,重新發送數據包則會讓操控者無法看到實時畫面。
無延時的實時高清圖像,是每個飛手在以FPV視角飛行時所希望看到的。即便是使用Lightbridge高清圖傳技術,零延時也無法100%達到,然而此項技術毫無疑問是現階段無人機圖傳中最先進的,不僅可以最小化圖傳延時,還可以最大化傳輸距離。從技術實現上來講,正是因為Lightbridge使用的是單向廣播數據的方式,即使飛得遠,圖傳延時仍能穩定保持在100-200毫秒左右。而 Wi-Fi圖傳的延時,視飛行距離和飛行環境而定,壹般會高出25%-100%不等。高效的單向廣播數據傳輸方式讓Lightbrige輕松超越 Wi-Fi圖傳。
當妳達到Lightbridge圖傳的極限距離時,屏幕中會出現條紋和信號弱的警告。在大多數情況下,即使信號中斷,重新連接的速度也非常快,因為重連不需要像 Wi-Fi那樣重新建立握手機制。在信號不足或者丟失時,飛手可以通過遙控器查獲得提醒,及時停止飛行或讓飛機懸停。而壹旦圖傳中斷,緩慢轉向飛行器以調整天線的相對位置,或者拉升高度就可以改善信號的傳輸,重新連接的概率很高,整個過程壹般通常在10秒以內。相比Lightbridge,當 Wi-Fi圖傳到達其傳輸極限距離時,畫面被卡住,也沒有警告提醒。飛手們會誤認為圖傳OK,並且壹般需要3-6秒的時間才能意識到圖傳早已中斷。壹旦發現 Wi-Fi圖傳中斷,通過握手機制重新連接,也會花費30-60秒的時間。且通常需要拉升更高的高度或將飛機往返航的方向拉近,才有希望重新連接上圖傳。
在樹木林立的環境下飛行, Wi-Fi信號易受幹擾是另外壹個弱點。僅僅是飛到壹棵樹的後面,相對於Lightbridge而言,Wi-Fi圖傳因為樹葉阻擋更容易中斷。同時,由於樹上有潮濕的水蒸氣等阻檔了信號,很容易引起 Wi-Fi數據包丟失某些字節,整個大數據包就得重新發送,這就導致圖傳經常性延時。而Lightbrige圖傳對樹葉遮擋引起的數據包丟失並不敏感,畫面中可能只出現橫紋,總延時能很好地控制在100-200毫秒間。
歸功於Lightbridge高清圖傳技術的單向傳輸性,DJI無人機使用的距離是壹般使用普通 Wi-Fi圖傳無人機的2-3倍。雖然,Lighbridge技術並不像 Wi-Fi那樣擁有很便宜的單芯片實現方案,但距離及延時特性所帶來的利好,值得消費者為之付出。
Wi-Fi技術的發明,從來就不是為了應用到“空對地”的圖像傳輸應用場景中的,因此,其與生俱來的缺陷使得無人機 Wi-Fi圖傳的距離和延時問題成為硬傷,並且無法解決。 Wi-Fi圖傳方案的廉價性,是因為PC端市場巨大需求,給芯片制造商帶來了規模效應,從而降低了生產成本。但是請記住,這個烙印在芯片身上的握手通訊機制,並不能很大程度上滿足無人機圖傳技術的需求。
其他圖像傳輸技術
壹些不帶雲臺相機的無人機,速度可高達80公裏/小時以上,使用模擬信號傳輸技術。模擬圖傳幾乎沒有延時,比Lightbridge還厲害。而且模擬圖傳的另外壹個特點是,當達到極限距離時,不會突然出現卡屏或者完全丟失整個畫面的情況。模擬圖傳也是單向信號傳播技術,有點類似於在數字電視信號還沒出現前的模擬電視廣播信號的傳輸,當信號變弱時,會出現雪花屏,警示飛手應該調整飛行方向或者往回飛,離返航點近壹些。模擬圖傳的功耗非常大,想達到Lightbridge 超過2公裏的距離時,其發射功率已經遠超出了相關部門的規定。
另壹項值得關註的最新技術是Connex推出的零延時傳輸1080P全高清畫面圖傳,非常驚艷的技術,可惜現階段價格非常昂貴。
在2015年9月大疆發布了Lightbridge 2,在5公裏距離內傳播1080P全高清畫面卻僅有50~150毫秒的延時。各位航模愛好者,想想Inspire或Phantom上將會搭載這種新技術,妳們會不會很興奮呢?
作者:知乎用戶
鏈接:/question/279921115/answer/412317401
來源:知乎
著作權歸作者所有。商業轉載請聯系作者獲得授權,非商業轉載請註明出處。