【E課堂】無(wú)人機(jī)“眼睛” 正確認(rèn)識(shí)無(wú)人機(jī)圖傳系統(tǒng)

　　“如果飛控被稱為無(wú)人機(jī)的大腦，那么圖傳系統(tǒng)就可以比做無(wú)人機(jī)的“眼睛”?！鄙钲趦?yōu)鷹科技蔡英杰博士曾在接受宇辰網(wǎng)專訪的時(shí)候這樣形容無(wú)人機(jī)的圖傳系統(tǒng)。

　　據(jù)了解，所謂無(wú)人機(jī)圖傳系統(tǒng)，就是采用適當(dāng)?shù)囊曨l壓縮技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、信道編碼技術(shù)及調(diào)制解調(diào)技術(shù)，將現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人機(jī)所搭載的攝像機(jī)拍攝到的視頻以無(wú)線方式實(shí)時(shí)傳送到遠(yuǎn)距離后方的一種無(wú)線電子傳輸設(shè)備。無(wú)人機(jī)圖傳系統(tǒng)，尤其是高質(zhì)量的圖傳系統(tǒng)在行業(yè)無(wú)人機(jī)的應(yīng)用中扮演著極為重要的角色，是不可或缺的。尤其在無(wú)人機(jī)行業(yè)應(yīng)用的時(shí)候，在絕大多數(shù)任務(wù)場(chǎng)合都需要在遠(yuǎn)離現(xiàn)場(chǎng)的情況下，實(shí)時(shí)、可靠的觀察或獲取現(xiàn)場(chǎng)圖像及視頻，而此時(shí)無(wú)人機(jī)圖傳系統(tǒng)就會(huì)顯現(xiàn)出它的重要作用。如果飛控被稱為無(wú)人機(jī)的大腦，那么圖傳系統(tǒng)就可以比做無(wú)人機(jī)的“眼睛”。

　　據(jù)深圳優(yōu)鷹科技蔡英杰博士介紹，如果按設(shè)備的類型來(lái)分類，通常可分為模擬圖傳和數(shù)字圖傳兩大類，由于數(shù)字圖傳所傳輸?shù)囊曨l質(zhì)量和穩(wěn)定性都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于模擬圖傳系統(tǒng)，所以在工業(yè)級(jí)應(yīng)用中通常都采用數(shù)字圖傳。數(shù)字圖傳根據(jù)其所傳輸視頻每幀的像素分辨率的不同又可細(xì)分為D1(720*576)、高清720i/p(1280*720)和全高清1080 i/p(1920*1080)等級(jí)別。但即使是全高清級(jí)別的圖傳，就其傳輸制式、帶寬、幀率實(shí)際碼流速度、傳輸延遲、有效傳輸距離方面來(lái)說(shuō)也是有很大差別的。目前市面上全高清圖傳的制式和分辨率主要1080i和1080p 兩種，其常用幀率又可分為25fps、30fps、50fps和60fps四種、帶寬也基本分為4MHz、6MHz和8MHz三種、實(shí)際碼流速度則從2Mbps到12Mbps不等、端到端的傳輸延遲也基本在400ms到1200ms之間、1W發(fā)射功率的有效傳輸距離從幾百米到20km左右不等。需要說(shuō)明的是i/p制式(隔行/逐行)、幀率、圖像實(shí)際碼流速度、圖傳傳輸延遲及有效傳輸距離等指標(biāo)的不同，在觀看回傳視頻或?qū)嶋H應(yīng)用時(shí)，在圖像畫(huà)面細(xì)膩度、圖像流暢度、圖像大動(dòng)態(tài)場(chǎng)景變化、圖像色彩過(guò)渡柔和度及環(huán)境適應(yīng)性等方面的用戶體驗(yàn)差別是非常大的。

　　在大疆社區(qū)里，一篇《 模擬圖傳VS數(shù)字圖傳》或許能夠清晰的告訴這二者的區(qū)別與聯(lián)系。筆者摘錄如下：

　　文章首先給出了 模擬圖傳與數(shù)字圖傳概念和定義。

　　模擬圖像傳送是指對(duì)時(shí)間(包括空間)和幅度連續(xù)變化的模擬圖像信號(hào)作信源和信道處理，通過(guò)模擬信道傳輸或通過(guò)模擬記錄裝置實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)的過(guò)程。一般用掃描拾取圖像信息和壓縮頻帶等信源處理方法得到圖像基帶信號(hào)，再用預(yù)均衡、調(diào)制等信道處理方法形成圖像通帶信號(hào)。

　　數(shù)字通信系統(tǒng)模型

　　圖像數(shù)字傳送是指數(shù)字化的圖家信號(hào)經(jīng)信源編碼和信道編碼，通過(guò)數(shù)字信道(電纜、微波、衛(wèi)星和光纖等)傳輸，或通過(guò)數(shù)字存儲(chǔ)、記錄裝置存儲(chǔ)的過(guò)程。數(shù)字信號(hào)在傳輸中的最大特點(diǎn)是可以多次再生恢復(fù)而不降低質(zhì)量。還具有易于處理、調(diào)度靈活、高質(zhì)量、高可靠、維護(hù)方便等優(yōu)于模擬傳輸?shù)钠渌攸c(diǎn)。

　　對(duì)比起來(lái)：

　　文章的作者用了一段通俗的話語(yǔ)描述了模擬過(guò)程和數(shù)字過(guò)程：

　　1，假如：A對(duì)我說(shuō)一句話：123456789，需要我完整地描述給B,那么通常情況下我會(huì)將A的語(yǔ)氣聲調(diào)都記錄下來(lái)，盡可能完全地將這句話轉(zhuǎn)述給B，但是又由于我和B是不同地方的人、或者當(dāng)時(shí)外接很吵雜，那么B聽(tīng)到這句話可能就變成了113456789。

　　2，類似地：我可以將A的這句話記在本子上：然后在遞給B，那么一般情況下B所看到的就是：123456789,但是這就可能漏掉了當(dāng)時(shí)A說(shuō)這句話所包含的情感(氣憤、哀傷等等)。

　　文章中，作者這樣比較模擬圖傳和數(shù)字圖傳有著類似的關(guān)系：

　　一.硬件及電路：

　　模擬圖傳：

　　由于對(duì)硬件以及走線的敏感性，不同廠家用同一方案做出來(lái)的產(chǎn)品都會(huì)有較大差別，又由于天線工藝的原因，市面模擬圖傳質(zhì)量千差萬(wàn)別。

　　數(shù)字圖傳：

　　將模擬信號(hào)數(shù)字化，提高了電路本身的容錯(cuò)能力，在穩(wěn)定性和可靠性上有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，也因?yàn)檫@個(gè)原因，數(shù)字圖傳對(duì)硬件電路本身的敏感性大大降低。

　　二.傳輸信號(hào)：

　　模擬圖傳：

　　由于將噪聲和疊加在有用信息一起，所以在分辨噪聲和有用信息上有較大的難度，在去除噪聲的同時(shí)，有用信息也可能會(huì)被除掉;同樣地，模擬圖傳不能簡(jiǎn)單的放大功率，以達(dá)到增大傳輸距離的目的;

　　數(shù)字圖傳：

　　噪聲不影響信息本身傳遞，可通過(guò)軟件方式濾除絕大部分噪聲，即可消除噪聲積累，通過(guò)后期不同的校驗(yàn)技術(shù)保證信息傳遞的可靠性，此外數(shù)字信息也便于加密，信息保密性大大增強(qiáng)。

　　三.易用性：

　　模擬圖傳：

　　記錄的信息為信息本身，可能受到記錄精度等外界環(huán)境影響。

　　數(shù)字圖傳：

　　圖像信號(hào)本身為數(shù)字信號(hào)，易于記錄，同時(shí)也利于連接各種數(shù)字接口，可用現(xiàn)代計(jì)算技術(shù)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理。

　　但是限于目前的技術(shù)，數(shù)字圖傳技術(shù)，仍然有瓶頸;例如數(shù)字圖傳處理技術(shù)對(duì)處理器資源要求較高，在信號(hào)受到嚴(yán)重干擾的情況下容易造成MUC卡死、丟幀等情況;在高分辨率的情況下幀數(shù)較低。同時(shí)數(shù)字圖傳還面臨著技術(shù)復(fù)雜程度較高，頻帶利用率低，對(duì)同步要求較高的問(wèn)題，不過(guò)隨著技術(shù)的發(fā)展這些問(wèn)題會(huì)慢慢的以解決，總的來(lái)說(shuō)數(shù)字圖傳技術(shù)是未來(lái)圖像傳輸技術(shù)發(fā)展的大方向。

　　對(duì)于，無(wú)人機(jī)圖傳系統(tǒng)應(yīng)用上，模擬圖傳和數(shù)字圖傳如何區(qū)去選用?其延時(shí)問(wèn)題與什么有關(guān)?目前在業(yè)內(nèi)工業(yè)級(jí)圖傳產(chǎn)品領(lǐng)域暫有技術(shù)優(yōu)勢(shì)的深圳市優(yōu)鷹科技查劍峰經(jīng)理表示：主要還是要從具體應(yīng)用上的指標(biāo)參數(shù)要求來(lái)選擇。忽略實(shí)際應(yīng)用去單純的追求某一指標(biāo)，其意義不大，需綜合取舍擇優(yōu)而用。如4K視頻攝像機(jī)，Gopro hero 4 可以拍攝，其價(jià)3-4K，RED 專業(yè)相機(jī)也可拍攝4K視頻，其價(jià)竟高達(dá)20W+，兩者都是4K攝像機(jī)，價(jià)格雖是天壤之別，卻各有其擁躉各取所需。