CN116744034A - 一种基于星网平台的无人机超视距图传装置 - Google Patents

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CN116744034A CN202310149499.1A CN202310149499A CN116744034A CN 116744034 A CN116744034 A CN 116744034A CN 202310149499 A CN202310149499 A CN 202310149499A CN 116744034 A CN116744034 A CN 116744034A
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Abstract

本发明公开了一种基于星网平台的无人机超视距图传装置，包括供电电路、模组主芯片电路、卫星通讯射频芯片电路和图像压缩降噪电路。本发明通过使用星网平台技术改进的图传链路，卫星的轨道高度低，使得传输延时短，路径损耗小，多个卫星组成的星座可以实现真正的全球覆盖，频率复用更有效，机载吊舱摄像头视频信息通过物联网模组编译后传输至低轨卫星，经过卫星桥接，将图像数据发送至地面端，卫星与地面基站的搭配协同工作，保证数据传输的稳定性，解决特定地形的距离问题。

Description

一种基于星网平台的无人机超视距图传装置
技术领域
本发明涉及无人机超视距图传技术领域，具体涉及一种基于星网平台的无人机超视距图传装置。
背景技术
所谓无人机图传系统，就是采用适当的视频压缩技术、信号处理技术、信道编码技术及调制解调技术，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。
无人机图传组成部分主要由发射端、接收端和显示端三部分。图像传输距离的远近，图像传输质量的好坏，图像传输的稳定性等是衡量无人机图传性能的关键因素；同时图像传输系统的性能是区分无人机档次的一个关键因素。
如果按设备的类型来分类，通常可分为模拟图传和数字图传两大类。早期的图传设备都采用的是模拟制式，它的特点是只要图传发射端和接收端工作在一个频段上，就可以收到画面。由于数字图传所传输的视频质量和稳定性都要远远好于模拟图传系统，所以在工业级应用中通常都采用数字图传。
在一些需要移动中传输画面的设备，无线图传更是发挥着巨大的作用。比如拍摄祖国的壮丽山河，又比如火灾、地震、泥石流等灾害现场，我们就需要用到无人机+无线图传的方式进行画面的实时传输，对于这些应用场景，我们就不仅仅是需要只是能简单的实现图像传输的技术，我们更是对画面的清晰度、质量，传输中信号的抗干扰能力都有着极为严格的要求，因为在这之中的某些场景已经不是通过图传实现单纯性质的娱乐，而是关系到人民生命财产安全的保障，因此，一套高质量、抗干扰能力强、可以实现无线图像传输的方案的重要性不言而喻。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于星网平台的无人机超视距图传装置。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供一种基于星网平台的无人机超视距图传装置，包括供电电路、模组主芯片电路、卫星通讯射频芯片电路和图像压缩降噪电路，所述图像压缩降噪电路与地面站软件连接，所述模组芯片电路从机载设备接收视频数据，将视频信号通过图像压缩降噪电路处理后，处理后的视频信号再通过模组主芯片电路实现COFDM信道调制，视频信号经过卫星通讯射频芯片电路转化为电磁波发送至卫星网络，地面端通过卫星通讯射频天线电路从卫星网络接收编码后的视频信号，通过信道解调模块进行COFDM解调转换为数字信号，图像压缩降噪电路将视频信号转换原始视频流，发送至无人机。
本发明优选的，所述模组主芯片电路包括模组主芯片、电池、第一电容器、第二电容器、第三电容器、第四电容器、第一无源晶体振荡器和第二无源晶体振荡器，所述模组主芯片的PC14-DEC32_IN端分别与第一无源晶体振荡器的第一端和第一电容器的第一端连接，所述第一电容器的第二端和第二电容器的第一端连接后接地，所述第二电容器的第二端分别与第一无源晶体振荡器的第二端和模组主芯片的PC14-DEC32_OUT端连接，所述电池的正极与模组主芯片的VBAT端连接，所述第五电容器的第一端与模组主芯片的VDDA端连接，所述第五电容器的第二端和电池的负极均接地，所述模组主芯片的PH-OSC_IN端分别与第二无源晶体振荡器的第一端和第三电容器的第一端连接，所述第三电容器的第二端与第四电容器的第一端连接后接地，所述第四电容器的第二端分别与第二无源晶体振荡器的第二端和模组主芯片的PH-OSC_OUT端连接。
本发明优选的，所述卫星通讯射频芯片电路包括卫星通讯射频芯片、第六电容器、第七电容器和第八电容器，所述卫星通讯射频芯片的C1+端串联第六电容器后与卫星通讯射频芯片的C2+端连接，所述卫星通讯射频芯片的C1-端串联第七电容器后与卫星通讯射频芯片的C2-端连接，所述卫星通讯射频芯片的VS-端串联第八电容器后接地。
本发明优选的，所述卫星通讯射频芯片上还连接有天线接口，所述天线接口的RXD端与卫星通讯射频芯片的T1OUT端连接，所述天线接口的TXD端与卫星通讯射频芯片的R1N端连接。
本发明优选的，所述卫星通讯射频芯片上还连接有数据接口，所述数据接口的RXD端与卫星通讯射频芯片的T2OUT端连接，所述数据接口的TXD端与卫星通讯射频芯片的R2N端连接。
本发明优选的，所述供电电路包括直流电源连接端、电源管理芯片、开关、第九电容器、第十电容器、第十一电容器和第十二电容器，所述直流电源连接端串联开关后分别与第九电容器的第一端、第十电容器的第一端、电源管理芯片的IN端和卫星通讯射频芯片VS+端连接，所述电源管理芯片的OUT端分别与卫星通讯射频芯片VS+端、第十一电容器的第一端和第十二电容器的第一端连接，所述第九电容器的第二端分别与第十电容器的第二端、第十一电容器的第二端和第十二电容器的第二端连接。
本发明优选的，所述图像压缩降噪电路包括图像压缩降噪芯片、第三无源晶体振荡器、第十三电容器、第十四电容器、第十五电容器、第十六电容器、第十七电容器、第十八电容器、第十九电容器、第二十电容器、第二十一电容器、第二十二电容器、第二十三电容器、第二十四电容器、第二十五电容器、第二十六电容器和第二十七电容器，所述图像压缩降噪芯片的1IN端分别与第十二电容器的第一端、第十四电容器的第一端、第十五电容器的第一端、第十六电容器的第一端、第十三电容器的第一端、第十七电容器的第一端、第十八电容器的第一端和图像压缩降噪芯片的2IN端连接，所述第十三电容器的第二端分别与第十四电容器的第二端、第十五电容器的第二端、图像压缩降噪芯片的1EN端、图像压缩降噪芯片的2EN端、第二十五电容器的第一端、第二十二电容器的第一端、第二十三电容器的第一端、第二十四电容器的第一端、第十九电容器的第一端、第二十电容器的第一端和第二十一电容器的第一端连接，所述图像压缩降噪芯片的2IN端与第二十五电容器的第二端连接，所述第十六电容器的第二端接地，所述第十七电容器的第二端与图像压缩降噪芯片的1RSET端连接，所述第十八电容器的第二端与图像压缩降噪芯片的2RSET端连接，所述图像压缩降噪芯片的1SENSE端分别与第十九电容器的第二端、第二十电容器的第二端、第二十一电容器的第二端和模组主芯片的1.8VCC端连接，所述第二十二电容器的第二端分别与第二十三电容器的第二端第二十四电容器的第二端、图像压缩降噪芯片的2SENSE端和图像压缩降噪芯片的2OUT端连接，所述图像压缩降噪芯片的2OUT端与模组主芯片的3.3VCC端连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
使用星网平台技术改进的图传链路，卫星的轨道高度低，使得传输延时短，路径损耗小，多个卫星组成的星座可以实现真正的全球覆盖，频率复用更有效，机载吊舱摄像头视频信息通过物联网模组编译后传输至低轨卫星，经过卫星桥接，将图像数据发送至地面端，卫星与地面基站的搭配协同工作，保证数据传输的稳定性，解决特定地形的距离问题。
附图说明
此处所说明的附图用来公开对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述模组主芯片电路的结构示意图；
图2为本发明实施例所述卫星通讯射频芯片电路的结构示意图；
图3为本发明实施例所述供电电路的结构示意图；
图4为本发明实施例所述图像压缩降噪电路的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
本发明实施例提供一种基于星网平台的无人机超视距图传装置，如图1-图4所示，包括供电电路、模组主芯片电路、卫星通讯射频芯片电路和图像压缩降噪电路，所述图像压缩降噪电路与地面站软件连接，所述模组芯片电路从机载设备接收视频数据，将视频信号通过图像压缩降噪电路处理后，处理后的视频信号再通过模组主芯片电路实现COFDM信道调制，视频信号经过卫星通讯射频芯片电路转化为电磁波发送至卫星网络，地面端通过卫星通讯射频天线电路从卫星网络接收编码后的视频信号，通过信道解调模块进行COFDM解调转换为数字信号，图像压缩降噪电路将视频信号转换原始视频流，发送至无人机。
如图1-图4所示，所述模组主芯片电路包括模组主芯片U1、电池BAT、第一电容器C1、第二电容器C2、第三电容器C3、第四电容器C4、第一无源晶体振荡器X1和第二无源晶体振荡器X2，所述模组主芯片U1的PC14-DEC32_IN端分别与第一无源晶体振荡器X1的第一端和第一电容器C1的第一端连接，所述第一电容器C1的第二端和第二电容器C2的第一端连接后接地，所述第二电容器C2的第二端分别与第一无源晶体振荡器X1的第二端和模组主芯片U1的PC14-DEC32_OUT端连接，所述电池BAT的正极与模组主芯片U1的VBAT端连接，所述第五电容器C5的第一端与模组主芯片U1的VDDA端连接，所述第五电容器C5的第二端和电池BAT的负极均接地，所述模组主芯片U1的PH-OSC_IN端分别与第二无源晶体振荡器X2的第一端和第三电容器C3的第一端连接，所述第三电容器C3的第二端与第四电容器C4的第一端连接后接地，所述第四电容器C4的第二端分别与第二无源晶体振荡器X2的第二端和模组主芯片U1的PH-OSC_OUT端连接。
如图1-图4所示，所述卫星通讯射频芯片电路包括卫星通讯射频芯片U2、第六电容器C6、第七电容器C7和第八电容器C8，所述卫星通讯射频芯片U2的C1+端串联第六电容器C6后与卫星通讯射频芯片U2的C2+端连接，所述卫星通讯射频芯片U2的C1-端串联第七电容器C7后与卫星通讯射频芯片U2的C2-端连接，所述卫星通讯射频芯片U2的VS-端串联第八电容器C8后接地。
如图1-图4所示，所述卫星通讯射频芯片U2上还连接有天线接口P1，所述天线接口P1的RXD端与卫星通讯射频芯片U2的T1OUT端连接，所述天线接口P1的TXD端与卫星通讯射频芯片U2的R1N端连接。
如图1-图4所示，所述卫星通讯射频芯片U2上还连接有数据接口P2，所述数据接口P2的RXD端与卫星通讯射频芯片U2的T2OUT端连接，所述数据接口P2的TXD端与卫星通讯射频芯片U2的R2N端连接。
如图1-图4所示，所述供电电路包括直流电源连接端J1、电源管理芯片U3、开关SW、第九电容器C9、第十电容器C10、第十一电容器C11和第十二电容器C12，所述直流电源连接端J1串联开关SW后分别与第九电容器C9的第一端、第十电容器C10的第一端、电源管理芯片U3的IN端和卫星通讯射频芯片U2VS+端连接，所述电源管理芯片U3的OUT端分别与卫星通讯射频芯片U2VS+端、第十一电容器C11的第一端和第十二电容器C12的第一端连接，所述第九电容器C9的第二端分别与第十电容器C10的第二端、第十一电容器C11的第二端和第十二电容器C12的第二端连接。
如图1-图4所示，所述图像压缩降噪电路包括图像压缩降噪芯片U4、第三无源晶体振荡器X3、第十三电容器C13、第十四电容器C14、第十五电容器C15、第十六电容器C16、第十七电容器C17、第十八电容器C18、第十九电容器C19、第二十电容器C20、第二十一电容器C21、第二十二电容器C22、第二十三电容器C23、第二十四电容器C24、第二十五电容器C25、第二十六电容器C26和第二十七电容器C27，所述图像压缩降噪芯片U4的1IN端分别与第十二电容器的第一端、第十四电容器C14的第一端、第十五电容器C15的第一端、第十六电容器C16的第一端、第十三电容器C13的第一端、第十七电容器C17的第一端、第十八电容器C18的第一端和图像压缩降噪芯片U4的2IN端连接，所述第十三电容器C13的第二端分别与第十四电容器C14的第二端、第十五电容器C15的第二端、图像压缩降噪芯片U4的1EN端、图像压缩降噪芯片U4的2EN端、第二十五电容器C25的第一端、第二十二电容器C22的第一端、第二十三电容器C23的第一端、第二十四电容器C24的第一端、第十九电容器C19的第一端、第二十电容器C20的第一端和第二十一电容器C21的第一端连接，所述图像压缩降噪芯片U4的2IN端与第二十五电容器C25的第二端连接，所述第十六电容器C16的第二端接地，所述第十七电容器C17的第二端与图像压缩降噪芯片U4的1RSET端连接，所述第十八电容器C18的第二端与图像压缩降噪芯片U4的2RSET端连接，所述图像压缩降噪芯片U4的1SENSE端分别与第十九电容器C19的第二端、第二十电容器C20的第二端、第二十一电容器C21的第二端和模组主芯片U1的1.8VCC端连接，所述第二十二电容器C22的第二端分别与第二十三电容器C23的第二端第二十四电容器C24的第二端、图像压缩降噪芯片U4的2SENSE端和图像压缩降噪芯片U4的2OUT端连接，所述图像压缩降噪芯片U4的2OUT端与模组主芯片U1的3.3VCC端连接。
如图1-图4所示，本发明提供了一种基于星网平台的无人机超视距图传装置，图像压缩降噪电路与地面站软件连接，模组芯片电路从机载设备接收视频数据，将视频信号通过图像压缩降噪电路处理后，处理后的视频信号再通过模组主芯片电路实现COFDM信道调制，视频信号经过卫星通讯射频芯片电路转化为电磁波发送至卫星网络，地面端通过卫星通讯射频天线电路从卫星网络接收编码后的视频信号，通过信道解调模块进行COFDM解调转换为数字信号，图像压缩降噪电路将视频信号转换原始视频流，发送至无人机。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于星网平台的无人机超视距图传装置，其特征在于，包括供电电路、模组主芯片电路、卫星通讯射频芯片电路和图像压缩降噪电路，所述图像压缩降噪电路与地面站软件连接，所述模组芯片电路从机载设备接收视频数据，将视频信号通过图像压缩降噪电路处理后，处理后的视频信号再通过模组主芯片电路实现COFDM信道调制，视频信号经过卫星通讯射频芯片电路转化为电磁波发送至卫星网络，地面端通过卫星通讯射频天线电路从卫星网络接收编码后的视频信号，通过信道解调模块进行COFDM解调转换为数字信号，图像压缩降噪电路将视频信号转换原始视频流，发送至无人机。
2.根据权利要求1所述的一种基于星网平台的无人机超视距图传装置，其特征在于，所述模组主芯片电路包括模组主芯片、电池、第一电容器、第二电容器、第三电容器、第四电容器、第一无源晶体振荡器和第二无源晶体振荡器，所述模组主芯片的PC14-DEC32_IN端分别与第一无源晶体振荡器的第一端和第一电容器的第一端连接，所述第一电容器的第二端和第二电容器的第一端连接后接地，所述第二电容器的第二端分别与第一无源晶体振荡器的第二端和模组主芯片的PC14-DEC32_OUT端连接，所述电池的正极与模组主芯片的VBAT端连接，所述第五电容器的第一端与模组主芯片的VDDA端连接，所述第五电容器的第二端和电池的负极均接地，所述模组主芯片的PH-OSC_IN端分别与第二无源晶体振荡器的第一端和第三电容器的第一端连接，所述第三电容器的第二端与第四电容器的第一端连接后接地，所述第四电容器的第二端分别与第二无源晶体振荡器的第二端和模组主芯片的PH-OSC_OUT端连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于星网平台的无人机超视距图传装置，其特征在于，所述卫星通讯射频芯片电路包括卫星通讯射频芯片、第六电容器、第七电容器和第八电容器，所述卫星通讯射频芯片的C1+端串联第六电容器后与卫星通讯射频芯片的C2+端连接，所述卫星通讯射频芯片的C1-端串联第七电容器后与卫星通讯射频芯片的C2-端连接，所述卫星通讯射频芯片的VS-端串联第八电容器后接地。
4.根据权利要求3所述的一种基于星网平台的无人机超视距图传装置，其特征在于，所述卫星通讯射频芯片上还连接有天线接口，所述天线接口的RXD端与卫星通讯射频芯片的T1OUT端连接，所述天线接口的TXD端与卫星通讯射频芯片的R1 N端连接。
5.根据权利要求4所述的一种基于星网平台的无人机超视距图传装置，其特征在于，所述卫星通讯射频芯片上还连接有数据接口，所述数据接口的RXD端与卫星通讯射频芯片的T2OUT端连接，所述数据接口的TXD端与卫星通讯射频芯片的R2N端连接。
6.根据权利要求5所述的一种基于星网平台的无人机超视距图传装置，其特征在于，所述供电电路包括直流电源连接端、电源管理芯片、开关、第九电容器、第十电容器、第十一电容器和第十二电容器，所述直流电源连接端串联开关后分别与第九电容器的第一端、第十电容器的第一端、电源管理芯片的IN端和卫星通讯射频芯片VS+端连接，所述电源管理芯片的OUT端分别与卫星通讯射频芯片VS+端、第十一电容器的第一端和第十二电容器的第一端连接，所述第九电容器的第二端分别与第十电容器的第二端、第十一电容器的第二端和第十二电容器的第二端连接。
7.根据权利要求6所述的一种基于星网平台的无人机超视距图传装置，其特征在于，所述图像压缩降噪电路包括图像压缩降噪芯片、第三无源晶体振荡器、第十三电容器、第十四电容器、第十五电容器、第十六电容器、第十七电容器、第十八电容器、第十九电容器、第二十电容器、第二十一电容器、第二十二电容器、第二十三电容器、第二十四电容器、第二十五电容器、第二十六电容器和第二十七电容器，所述图像压缩降噪芯片的1IN端分别与第十二电容器的第一端、第十四电容器的第一端、第十五电容器的第一端、第十六电容器的第一端、第十三电容器的第一端、第十七电容器的第一端、第十八电容器的第一端和图像压缩降噪芯片的2IN端连接，所述第十三电容器的第二端分别与第十四电容器的第二端、第十五电容器的第二端、图像压缩降噪芯片的1EN端、图像压缩降噪芯片的2EN端、第二十五电容器的第一端、第二十二电容器的第一端、第二十三电容器的第一端、第二十四电容器的第一端、第十九电容器的第一端、第二十电容器的第一端和第二十一电容器的第一端连接，所述图像压缩降噪芯片的2IN端与第二十五电容器的第二端连接，所述第十六电容器的第二端接地，所述第十七电容器的第二端与图像压缩降噪芯片的1RSET端连接，所述第十八电容器的第二端与图像压缩降噪芯片的2RSET端连接，所述图像压缩降噪芯片的1SENSE端分别与第十九电容器的第二端、第二十电容器的第二端、第二十一电容器的第二端和模组主芯片的1.8VCC端连接，所述第二十二电容器的第二端分别与第二十三电容器的第二端第二十四电容器的第二端、图像压缩降噪芯片的2SENSE端和图像压缩降噪芯片的2OUT端连接，所述图像压缩降噪芯片的2OUT端与模组主芯片的3.3VCC端连接。
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