再談無人機圖傳的那些事

再談無人機圖傳的那些事

20180728

所謂無人機圖傳系統，就是採用適當的視頻壓縮技術、信號處理技術、信道編碼技術及調製解調技術，將現場無人機所搭載的攝像機拍攝到的視頻以無線方式實時傳送到遠距離後方的一種無線電子傳輸設備。

無人機圖傳組成部分主要由發射端、接收端和顯示端三部分。圖像傳輸距離的遠近，圖像傳輸質量的好壞，圖像傳輸的穩定性等是衡量無人機圖傳性能的關鍵因素；同時圖像傳輸系統的性能是區分無人機檔次的一個關鍵因素。用優鷹科技蔡英傑博士的話說：無人機圖傳系統，尤其是高質量的圖傳系統在行業無人機的應用中扮演著極為重要的角色，是不可或缺的。這是因為，與消費類無人機不同，工業級別的無人機雖然是用來執行或承擔不同行業的不同任務，但他們都有一個共同的重要特點，那就是在絕大多數任務場合都需要在遠離現場的情況下，實時、可靠的觀察或獲取現場圖像及視頻，而此時無人機圖傳系統就會顯現出它的重要作用。如果飛控被稱為無人機的大腦，那麼圖傳系統就可以比做無人機的「眼睛」。由此也可以初略的了解圖傳系統在無人機行業應用中所扮演的角色和佔據的地位了。

一、無人機圖傳的分類

如果按設備的類型來分類，通常可分為模擬圖傳和數字圖傳兩大類。早期的圖傳設備都採用的是模擬制式，它的特點是只要圖傳發射端和接收端工作在一個頻段上，就可以收到畫面。針對5.8GHz模擬圖傳，比較好的品牌是奧姆威和銳鷹。由於數字圖傳所傳輸的視頻質量和穩定性都要遠遠好於模擬圖傳系統，所以在工業級應用中通常都採用數字圖傳。

二、無人機數字圖傳的工作過程

以數字圖傳為例，整個圖傳工作過程大致如下：無人機上掛載的視頻拍攝裝置將採集的視頻信號傳輸到安裝在無人機上的圖傳信號發送器，然後由圖傳信號發送器的2.4GHz無線信號(市面上單賣的無人機圖傳套件有1.2GHz、2.4GHz、5.8GHz頻段可選，抗干擾能力、帶寬各有不同)傳送到地面的接收系統，由接收系統再通過HDMI傳輸到顯示設備上(顯示器或平板電視)，或者是通過USB傳輸到手機與平板電腦上。由此，操控者就能實時地監控到無人機航拍的圖像。

三、無人機數字圖傳的主要技術指標

下面以本人做工業級多旋翼無人機項目為例，說明選擇無人機數字圖傳需要關注的主要技術指標：

1、延時：圖傳的延時主要來自圖傳編碼和攝像機成像。實際應用中，選型要求為相機到顯示器之間的延時小於500ms，小於300ms更好。

2、傳輸距離，這個指標很關鍵，不能只看廠家的標稱，需要自己實測，以裝到整機上實際測試的結果為準。

3、頻段：圖傳的工作頻段，場景的是300~600MHz之間的。

4、發射功率：指圖傳發射端的發射功率，針對工業級多旋翼無人機，要求發射功率≤1W，否則容易對飛控或數傳模塊造成干擾；

5、體積和重量：指圖傳發射端的體積和重量，這兩個指標越小，越容易集成到無人機機架上；

6、介面：圖傳發射端的視頻介面最好是HDMI，接收端的視頻介面是HDMI最好，網口的也可以使用；

7、方便調試；

8、防干擾性強。

四、無人機數字圖傳使用注意事項

1、圖傳發射端安裝注意事項：

①上電之前一定要先安裝無人機天線，並且確保天線擰緊，否則會損壞設備。上無人機之前，先確定無人機遙控、數傳、圖傳以及周邊環境是否存在同頻干擾和倍頻干擾的情況。如存在頻率干擾，不建議測試，以防損壞無人機，如無此情況則可進行飛行拉距測試。

②將圖傳、數傳、遙控接收機安裝在無人機上時，請儘可能將他們的天線以最遠的距離擺設，防止相互之間低噪增大。圖傳標配天線為全向天線，請在安裝時注意將天線與地面保存垂直，否則會影響測試效果，建議將圖傳天線垂直向下。圖傳天線安裝時，請不要將天線固定在金屬上，並且不要用膠帶以及其他物體包裹天線黑色區域。

③飛行之前，請插上視頻信號源並確保接收機圖像正常接收後，再進行拉距測試。

2、接收機吸盤天線安裝

①接收機安裝主要注意接收天線擺放，吸盤天線請勿直接放在地上，否則會嚴重影響測試效果。可配本公司三腳架進行安裝。如沒有三腳架，可以將吸盤放至車頂（至少要離地面1.2m以上），安裝位置與發射機之間不要有明顯遮擋物。在擺放吸盤天線時請注意將2個吸盤盡量拉開距離，這樣效果會更好。吸盤天線為全向天線，安裝時請注意與地面垂直。

②在擺放天線時，如有遙控/數傳發射天線時。請一定將天線拉開距離至少6m以上，否則會對圖傳接收造成干擾，如遙控/數傳配置的是定向天線，請將圖傳天線放在定向天線覆蓋範圍以外，否則會嚴重影響測試效果。

③吸盤饋線是純銅芯，饋線的柔韌度和受力強度有限制，吸盤拆卸或安裝時，請不要用力拉扯饋線也不要折饋線，盡量使饋線成弧形狀。不要直接提起饋線方式拿吸盤，請按照配件圖裡面的照片將饋線整理起來，然後手握吸盤底部，輕拿輕放以延長吸盤使用壽命。

3、接收機玻璃鋼天線安裝

①與吸盤天線安裝方式類似，安裝位置不要與發射機之間有明顯遮擋物，安裝高度至少要離地1.2m以上。玻璃鋼天線尾端銀色區域為安裝區域。可以用抱箍安裝在一些牢固金屬（比如玻璃鋼天線三腳架）上。玻璃鋼天線白色區域請務必不要和金屬接觸，否則會影響接收效果。玻璃鋼天線為全向天線，安裝時請保持與地面垂直。

②在擺放天線時，儘可能將兩根天線拉開距離，這樣會提高測試效果。如有遙控/數傳發射天線時，請一定將天線拉開距離至少6m以上，否則會對圖傳接收造成干擾，如遙控/數傳配置的是定向天線，請將圖傳天線放在定向天線覆蓋範圍以外，否則會嚴重影響測試效果。

③標配饋線是純銅芯，饋線的柔韌度和受力強度有限制，玻璃鋼天線拆卸或安裝時，請不要用力拉扯饋線，也不要折饋線，盡量使饋線成弧形狀。在測試結束，請整理好饋線並輕拿輕放以延長饋線使用壽命。

五、無人機圖傳常見問題

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