CN212572753U - 一种基于5g模块的无人机图传装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于5G模块的无人机图传装置，包括无人机侧的图传发射电路、地面遥控器侧的中继电路和地面远程监控中心侧的图传接收电路，图传发射电路包括HDMI接口、发射端控制模块和WIFI发射模块；中继电路包括WIFI接收模块、中继端控制模块、第一存储器、编码器、COFDM数字调制模块、第一5G模块和发射天线；图传接收电路包括接收天线、第二5G模块、第二存储器、接收端控制模块、COFDM数字解调模块、解码器和高清视频输出模块。本实用新型具有链路简洁、低延时、实时性好及图传距离远等特点，同时高清视频从地面遥控器直接输出至地面远程控制中心，降低了无人机侧控制系统的复杂性，提高了无人机图传的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及无人机图传技术领域，特别是涉及一种基于5G模块的无人机图传装置。
背景技术
无人机图传装置是无人机的核心组成部件之一，所谓的无人机图传装置，是指采用一定的视频压缩技术、信号处理技术、信道编码技术及调制解调技术，将现场无人机搭载的摄像机所拍摄到的视频以无线传输的方式实时传送到远距离后方的一种无线电子传输设备。无人机图传装置，尤其是高质量的图传装置在行业无人机的应用中扮演着极为重要的角色，是无人机应用中不可或缺的重要设备。
随着无线电技术的更新换代，无人机图传装置也飞速发展。目前，各大厂商的无人机图传装置类型各异，图传效果也千差万别，但是普遍存在实时性较差的问题，这就限制了无人机在民用领域及军用领域的广泛应用。
实用新型内容
基于此，有必要针对目前无人机图传装置存在的图传实时性较差的问题，提供一种基于5G模块的无人机图传装置。
为解决上述问题，本实用新型采取如下的技术方案：
一种基于5G模块的无人机图传装置，包括无人机侧的图传发射电路、地面遥控器侧的中继电路和地面远程监控中心侧的图传接收电路，所述图传发射电路与所述中继电路之间通过WIFI无线网络连接，所述中继电路与所述图传接收电路之间通过5G无线网络连接；
所述图传发射电路包括HDMI接口、发射端控制模块和WIFI发射模块，所述HDMI接口和所述WIFI发射模块分别与所述发射端控制模块连接；
所述中继电路包括WIFI接收模块、中继端控制模块、第一存储器、编码器、COFDM数字调制模块、第一5G模块和发射天线，所述WIFI接收模块和所述第一存储器分别与所述发中继端控制模块连接，所述编码器、所述COFDM数字调制模块、所述第一5G模块和所述发射天线依次连接，且所述编码器、所述COFDM数字调制模块和所述第一5G模块分别与所述中继端控制模块连接；
所述图传接收电路包括接收天线、第二5G模块、第二存储器、接收端控制模块、COFDM数字解调模块、解码器和高清视频输出模块，所述接收天线、所述第二5G模块和所述接收端控制模块依次连接，所述COFDM数字解调模块、所述解码器和所述高清视频输出模块依次连接，且所述第二存储器、所述COFDM数字解调模块、所述解码器和所述高清视频输出模块分别与所述接收端控制模块连接。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型所提出的基于5G模块的无人机图传装置包括无人机侧的图传发射电路、地面遥控器侧的中继电路和地面远程监控中心侧的图传接收电路，图传发射电路与中继电路之间通过WIFI无线网络连接，高清视频从无人机飞行器通过WIFI无线网络传输至地面无人机遥控器，中继电路与图传接收电路之间通过5G无线网络连接，高清视频经过编码和数字调制后通过5G无线网络传输至地面远程控制中心，地面远程控制中心再进行解调以及解码，最终输出高清视频，该无人机图传装置具有链路简洁、低延时、实时性好以及图传距离远等特点，同时高清视频从地面遥控器直接输出至地面远程控制中心，降低了无人机侧控制系统的复杂性，从而提高无人机图传的可靠性。
附图说明
图1为本实用新型一种基于5G模块的无人机图传装置中图传发射电路的结构示意图；
图2为本实用新型一种基于5G模块的无人机图传装置中中继电路的结构示意图；
图3为本实用新型一种基于5G模块的无人机图传装置中图传接收电路的结构示意图；
图中：1、HDMI接口；2、发射端控制模块；3、WIFI发射模块；4、WIFI接收模块；5、中继端控制模块；6、第一存储器；7、编码器；8、COFDM数字调制模块；9、第一5G模块；10、发射天线；11、接收天线；12、第二5G模块；13、第二存储器；14、接收端控制模块；15、COFDM数字解调模块；16、解码器；17、高清视频输出模块。
具体实施方式
下面将结合附图及较佳实施例对本实用新型的技术方案进行详细描述。
在一个实施例中，本实用新型提供一种基于5G模块的无人机图传装置，该无人机图传装置包括无人机侧的图传发射电路、地面遥控器侧的中继电路和地面远程监控中心侧的图传接收电路，图传发射电路与中继电路之间通过WIFI无线网络连接，高清视频从无人机飞行器通过WIFI无线网络传输至地面无人机遥控器，中继电路与图传接收电路之间通过5G无线网络连接，高清视频经过编码和数字调制后通过5G无线网络传输至地面远程控制中心，地面远程控制中心再进行解调以及解码，最终输出高清视频。
具体地，参照图1，无人机侧的图传发射电路包括HDMI接口1、发射端控制模块2和WIFI发射模块3，HDMI接口1和WIFI发射模块3分别与发射端控制模块2连接。无人机飞行器上安装有用于获取高清视频图像的装置，例如用于进行航拍的吊舱等，可以对城市、森林、山区等环境进行航拍，获得相应场景下的高清视频图像数据，高清视频图像数据通过图像接口如HDMI接口(High Definition Multimedia Interface，高清晰度多媒体接口)1传输至发射端控制模块2，发射端控制模块2则通过WIFI发射模块3将高清视频图像数据发送至中继电路。
参照图2，地面遥控器侧的中继电路包括WIFI接收模块4、中继端控制模块5、第一存储器6、编码器7、COFDM数字调制模块8、第一5G模块9和发射天线10，其中WIFI接收模块4和第一存储器6分别与中继端控制模块5连接，编码器7、COFDM数字调制模块8、第一5G模块9和发射天线10依次连接，且编码器7、COFDM数字调制模块8和第一5G模块9分别与中继端控制模块5连接。WIFI接收模块4接收WIFI发射模块3发射的高清视频图像数据，中继端控制模块5将高清视频图像数据发送至编码器7进行编码，第一存储器6用于为中继端控制模块5提供数据存储空间，防止突然断电时数据丢失；编码后的数据送入COFDM数字调制模块8，中继端控制模块5控制COFDM数字调制模块8对编码后数据进行调制，并控制第一5G模块9将调制后的信号通过发射天线10发射至地面远程监控中心。
进一步地，中继电路还包括三种类型的指示灯，分别为运行指示灯、同步指示灯和无线网络指示灯，三种类型的指示灯分别与中继端控制模块5连接，其中运行指示灯用于指示无人机飞行器的工作状态，同步指示灯用于指示当前图传链路状态，无线网络指示灯用于指示无人机飞行器与地面摇控制器之间的网络连接状态。可选地，三种类型的指示灯均采用LED，例如采用发光波长分别为红光、绿光和白光的LED。
参照图3，地面远程监控中心侧的图传接收电路包括接收天线11、第二5G模块12、第二存储器13、接收端控制模块14、COFDM数字解调模块15、解码器16和高清视频输出模块17，其中接收天线11、第二5G模块12和接收端控制模块14依次连接，COFDM数字解调模块15、解码器16和高清视频输出模块17依次连接，且第二存储器13、COFDM数字解调模块15、解码器16和高清视频输出模块17分别与接收端控制模块14连接。第二5G模块12通过接收天线11接收第一5G模块9发送的信号，接收端控制模块14控制COFDM数字解调模块15进行解调，第二存储器13用于为接收端控制模块14提供数据存储空间，防止突然断电时数据丢失；解调后的数据送入解码器16，接收端控制模块14控制解码器16对解调后的数据进行解码，最终由高清视频输出模块17输出高清视频，高清视频输出模块17与地面远程监控中心的显示设备连接，在显示设备上实时现实无人机飞行器拍摄的高清视频。
本实施例所提出的基于5G模块的无人机图传装置包括无人机侧的图传发射电路、地面遥控器侧的中继电路和地面远程监控中心侧的图传接收电路，图传发射电路与中继电路之间通过WIFI无线网络连接，高清视频从无人机飞行器通过WIFI无线网络传输至地面无人机遥控器，中继电路与图传接收电路之间通过5G无线网络连接，高清视频经过编码和数字调制后通过5G无线网络传输至地面远程控制中心，地面远程控制中心再进行解调以及解码，最终输出高清视频，该无人机图传装置具有链路简洁、低延时、实时性好以及图传距离远等特点，同时高清视频从地面遥控器直接输出至地面远程控制中心，降低了无人机侧控制系统的复杂性，从而提高无人机图传的可靠性。
可选地，第一5G模块9和第二5G模块12提供的应用接口包括但不限于标准USIM(Universal SubscriberIdentity Module)卡(Class B和Class C)、音频接口如PCM语音接口、USB 2.0(High Speed)接口、USB 3.0(High Speed)接口、UART接口以及PCIE 3.0接口。
可选地，WIFI发射模块3和WIFI接收模块4采用工作模式为中继模式的SKW77模块。无人机侧的SKW77模块与地面遥控器侧的SKW77模块建立WIFI连接，从而将高清视频图像数据下传至地面遥控器。SKW77模块为大功率WIFI模块，该模块射频采用2x2 MIMO，最高速率可达300Mbps，模块内部集成了双路PA和LNA，每路发射输出功率可达+28dBm以上，空旷地带的有效数据传输距离可达1000米以上，利用SKW77模块可以轻松实现无人机飞行器与地面遥控器之间的远距离数据传输。
可选地，编码器7和解码器16采用H.264视频压缩标准，以进一步降低数据传输延时(可达到延时小于5ms)，提高无人机图传装置的实时性。
可选地，第一存储器6和第二存储器13为FLASH(闪存)，保证数据不易丢失。
可选地，发射端控制模块2、中继端控制模块5和接收控制模块14采用嵌入ARM硬核的FPGA处理器，具有处理速度快等优点。
可选地，发射天线10和接收天线11的接口处均为外螺纹内针形式，连接可靠性高，拆装方便。
进一步地，发射天线10和接收天线11均可以采用双天线结构，从而能够根据实际需求选择相应的工作天线，实现不同工作频段下的高清视频图像数据的传输。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种基于5G模块的无人机图传装置，其特征在于，包括无人机侧的图传发射电路、地面遥控器侧的中继电路和地面远程监控中心侧的图传接收电路，所述图传发射电路与所述中继电路之间通过WIFI无线网络连接，所述中继电路与所述图传接收电路之间通过5G无线网络连接；
所述图传发射电路包括HDMI接口(1)、发射端控制模块(2)和WIFI发射模块(3)，所述HDMI接口(1)和所述WIFI发射模块(3)分别与所述发射端控制模块(2)连接；
所述中继电路包括WIFI接收模块(4)、中继端控制模块(5)、第一存储器(6)、编码器(7)、COFDM数字调制模块(8)、第一5G模块(9)和发射天线(10)，所述WIFI接收模块(4)和所述第一存储器(6)分别与所述中继端控制模块(5)连接，所述编码器(7)、所述COFDM数字调制模块(8)、所述第一5G模块(9)和所述发射天线(10)依次连接，且所述编码器(7)、所述COFDM数字调制模块(8)和所述第一5G模块(9)分别与所述中继端控制模块(5)连接；
所述图传接收电路包括接收天线(11)、第二5G模块(12)、第二存储器(13)、接收端控制模块(14)、COFDM数字解调模块(15)、解码器(16)和高清视频输出模块(17)，所述接收天线(11)、所述第二5G模块(12)和所述接收端控制模块(14)依次连接，所述COFDM数字解调模块(15)、所述解码器(16)和所述高清视频输出模块(17)依次连接，且所述第二存储器(13)、所述COFDM数字解调模块(15)、所述解码器(16)和所述高清视频输出模块(17)分别与所述接收端控制模块(14)连接。
2.根据权利要求1所述的基于5G模块的无人机图传装置，其特征在于，
所述第一5G模块(9)和所述第二5G模块(12)提供的应用接口包括标准USIM卡、PCM语音接口、USB 2.0接口、USB 3.0接口、UART接口以及PCIE 3.0接口。
3.根据权利要求1或2所述的基于5G模块的无人机图传装置，其特征在于，
所述中继电路还包括三种类型的指示灯，分别为运行指示灯、同步指示灯和无线网络指示灯。
4.根据权利要求3所述的基于5G模块的无人机图传装置，其特征在于，
三种类型的指示灯均采用LED。
5.根据权利要求1或2所述的基于5G模块的无人机图传装置，其特征在于，
所述WIFI发射模块(3)和所述WIFI接收模块(4)采用工作模式为中继模式的SKW77模块。
6.根据权利要求1或2所述的基于5G模块的无人机图传装置，其特征在于，
所述编码器(7)和所述解码器(16)采用H.264视频压缩标准。
7.根据权利要求1或2所述的基于5G模块的无人机图传装置，其特征在于，
所述第一存储器(6)和所述第二存储器(13)为FLASH。
8.根据权利要求1或2所述的基于5G模块的无人机图传装置，其特征在于，
所述发射端控制模块(2)、所述中继端控制模块(5)和所述接收端控制模块(14)采用嵌入ARM硬核的FPGA处理器。
9.根据权利要求1或2所述的基于5G模块的无人机图传装置，其特征在于，
所述发射天线(10)和所述接收天线(11)的接口处均为外螺纹内针形式。
10.根据权利要求9所述的基于5G模块的无人机图传装置，其特征在于，
所述发射天线(10)和所述接收天线(11)均采用双天线结构。
Priority Applications (1)
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| CN202021346334.1U CN212572753U (zh) | 2020-07-10 | 2020-07-10 | 一种基于5g模块的无人机图传装置 |
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