CN214315442U - 4k高清低延时无人机图传系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了4K高清低延时无人机图传系统，包括图传控制系统，所述图传控制系统内部设置有HDMI视屏输出模块、发射模块、伺服舵机控制模块、可接收发送TTL数据模块、接收模块与用户端控制模块，所述HDMI视屏输出模块连接有发射模块，所述发射模块连接有伺服舵机控制模块、可接收发送TTL数据模块、接收模块，所述接收模块连接有用户端控制模块。本实用新型所述的4K高清低延时无人机图传系统，由发射端和接收端构成，能将摄像头或摄像机捕捉到的图像，经过编码后，利用无线信号传送到远端再还原出来的无线设备，图传在很多领域被广泛应用，而在民用端无人机和航模领域的图传技术最为先进，带来更好的使用前景。

Description

4K高清低延时无人机图传系统

技术领域

本实用新型涉及无人机领域，特别涉及4K高清低延时无人机图传系统。

背景技术

延时无人机图传系统是一种进行无人机图像传输的支撑系统，无人机，全称无人驾驶飞机，无人机是当前科技产业中非常热门的一个领域，随着无人机技术的发展，在军事、商业、农业、消费生活方面都在不断的体现出巨大的应用价值，无人机经过了20世纪漫长的发展过程，伴随着电子产业、材料科学、控制、通讯技术以及21世纪初的反恐战争和数次局部冲突，终于迎来了其产业发展的高速成长期，进入21世纪以后，无人机的研制投入和采购需求呈现爆炸性增长，例如，20世纪整个90年代美国无人机领域的投入合计只有34亿美元，但2010年当年这一数字就已经达到了44亿美元，过去10年间年均增速高达44％，因此，专业从事航空工业市场研究的Teal集团近期预测，未来10年全球无人机市场的容量将达到890亿美元，无人机作为空中机器人，在军事上可用与侦查、监视等，在民用上可用于大地测量、摇感等，主要希望能获得高分辨率、能描述物体集合形态的二位或三维图像，但是高分辨率图像数据量相当大，而且随着地面分辨率提高，需要传输的图像数据量呈几何级数增长，数据码数率也迅速增长，无线图传通信设备中，一般都配有模拟相机或者数字相机、嵌入式中央处理器、大容量存储器(如SD卡等)，如果需要实时将图像数据传送到地面，则需要加上发射机和天线等设备，当无人机飞临至待侦察地面上空时，需要打开相机，由计算机控制相机进行拍照，将记录的图像数据存储在固态存储器中，也可以通过发射机和天线将相关数据实时传回地面飞行监控中心，以便于实时地处理地面图像，并恢复出地形图与侦察信息，目前，国内外无人飞机的图像传输方式为天空上飞机的天线发出信号，地面接收机的天线接收上述信号，然后进行解调，最终在显示屏上呈现图像，因此，图像的高速传输已经成为制约无人机应用的重要问题，随着科技的不断发展，人们对于延时无人机图传系统的制造工艺要求也越来越高。

现有的延时无人机图传系统在使用时存在一定的弊端，传输过程则略显复杂，需要将图像打包、编码再通过信道传输到接收端，接收端首先会过滤干扰的信息，再将信号解码才能播放，所以图像的质量越高，对带宽的要求越大，画面的延迟也会越高，不利于人们的使用，给人们的使用过程带来了一定的不利影响，为此，我们提出4K高清低延时无人机图传系统。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了4K高清低延时无人机图传系统，由发射端和接收端构成，能将摄像头或摄像机捕捉到的图像，经过编码后，利用无线信号传送到远端再还原出来的无线设备，图传在很多领域被广泛应用，而在民用端无人机和航模领域的图传技术最为先进，可以有效解决背景技术中的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：4K高清低延时无人机图传系统，包括图传控制系统，所述图传控制系统内部设置有HDMI视屏输出模块、发射模块、伺服舵机控制模块、可接收发送TTL数据模块、接收模块与用户端控制模块，所述HDMI视屏输出模块连接有发射模块，所述发射模块连接有伺服舵机控制模块、可接收发送TTL数据模块、接收模块，所述接收模块连接有用户端控制模块。

优选的，所述HDMI视屏输出模块与发射模块之间设置有HDMI接口，所述HDMI视屏输出模块的输出端通过HDMI接口与发射模块的输入端电性连接。

优选的，所述伺服舵机控制模块与发射模块之间设置有PWM接口，所述伺服舵机控制模块的输出端通过PWM接口与发射模块的输入端电性连接。

优选的，所述可接收发送TTL数据模块与发射模块之间设置有TTL接口，所述可接收发送TTL数据模块的输出端通过TTL接口与发射模块的输入端电性连接。

优选的，所述发射模块与接收模块之间设置有无线信号，所述发射模块的输出端通过无线信号与接收模块的输入端无线通讯连接。

优选的，所述接收模块通过无线或者有线与用户端控制模块之间进行连接。

(三)有益效果

与现有技术相比，本实用新型提供了4K高清低延时无人机图传系统，具备以下有益效果：该4K高清低延时无人机图传系统，由发射端和接收端构成，能将摄像头或摄像机捕捉到的图像，经过编码后，利用无线信号传送到远端再还原出来的无线设备，图传在很多领域被广泛应用，而在民用端无人机和航模领域的图传技术最为先进，图传系统作为无人机及航拍领域的一个重要组成部分，传输速度快，清晰度高，研究设计低噪声放大器(LNA)，优化第一级LNA的噪声系数，实现优于-105dBm的接收，研究图传系统的抗干扰设计，实现信号传输准时无误，研究优化本振的相位噪声，提高接收机的整机噪声系数和基带解调门限比例，提升接收能力及灵敏度，解决空中到地面通讯的多径问题带来符号位的干扰问题，解决内置OSD功能问题，配合pix apm pixw 使用时无需外置OSD，即可实现信息叠加功能，解决OSD与飞行控制器配合使用问题，实现无限制配合pix apm pixw APP内置数传，解决电池与充电及其兼容性问题，地面端内置1500mAh大容量电池，实现设备可连续工作达2小时，兼容特性可用手机充电宝充电，协议简单，易组入，jrtp开源库:X许可，几乎无限制，针对H.264/H.265编码特点进行优化:不同的组包策略，扩展可配置发包间隔:平衡码率波动，防止瞬时码率过大，使用RTP扩展头:传递帧号，用于算法的数据同步，使用内存池:减少模块间内存拷贝，降低延迟，支持组播，Live555开源库，LGPLv2.1许可，可以在商业软件中引用，RTSPserver 接收到RTSP开始后,PreviewH264OnDemandMediaSubsession创建H264PreviewSouce类和H264VideoStreamDiscreteFramer类之后 H264PreviewSouce通过队列从Rtspsink中获取h264数据，经过处理后发送到手机端，无线中继作为AP，无人机和手机作为两个终端连接到无线中继AP 上，无线中继需要布置数据转发APP，用于转发视频流，手机端与无线中继建立socket连接，无人机与无线中继建立socket连接，视频+RC，无人机端混合音视频实时数据，并发往云端，Camera编码H.264数据，并通过rtp/rtsp 协议进行数据发送，手机端接收视频数据流(H.264)，在本地解码播放，手机端采集本地音频，并将编码后的音频发送到Camera端，Camera端mux audio&video推送云端，Android、iOS、desktop通过rtmp标准协议进行媒体播放，图传控制系统软件开发的流程为需求分析、软件设计、软件实现、系统测试与Bata测试，整个延时无人机图传系统结构简单，操作方便，使用的效果相对于传统方式更好。

附图说明

图1为本实用新型4K高清低延时无人机图传系统的整体结构示意图。

图2为本实用新型4K高清低延时无人机图传系统中RTP框架的结构示意图。

图3为本实用新型4K高清低延时无人机图传系统中RSTP数据流的结构示意图。

图4为本实用新型4K高清低延时无人机图传系统中主体框架的结构示意图。

图5为本实用新型4K高清低延时无人机图传系统中云技术的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

如图1-5所示，4K高清低延时无人机图传系统，包括图传控制系统，图传控制系统内部设置有HDMI视屏输出模块、发射模块、伺服舵机控制模块、可接收发送TTL数据模块、接收模块与用户端控制模块，HDMI视屏输出模块连接有发射模块，发射模块连接有伺服舵机控制模块、可接收发送TTL数据模块、接收模块，接收模块连接有用户端控制模块。

进一步的，HDMI视屏输出模块与发射模块之间设置有HDMI接口，HDMI 视屏输出模块的输出端通过HDMI接口与发射模块的输入端电性连接，便于视屏输出。

进一步的，伺服舵机控制模块与发射模块之间设置有PWM接口，伺服舵机控制模块的输出端通过PWM接口与发射模块的输入端电性连接，方便进行控制。

进一步的，可接收发送TTL数据模块与发射模块之间设置有TTL接口，可接收发送TTL数据模块的输出端通过TTL接口与发射模块的输入端电性连接，数据接收简单。

进一步的，发射模块与接收模块之间设置有无线信号，发射模块的输出端通过无线信号与接收模块的输入端无线通讯连接，便于进行无线传输。

进一步的，接收模块通过无线或者有线与用户端控制模块之间进行连接，便于用户操作。

工作原理：图传系统作为无人机及航拍领域的一个重要组成部分，传输速度快，清晰度高，研究设计低噪声放大器(LNA)，优化第一级LNA的噪声系数，实现优于-105dBm的接收，研究图传系统的抗干扰设计，实现信号传输准时无误，研究优化本振的相位噪声，提高接收机的整机噪声系数和基带解调门限比例，提升接收能力及灵敏度，解决空中到地面通讯的多径问题带来符号位的干扰问题，解决内置OSD功能问题，配合pix apm pixw使用时无需外置OSD，即可实现信息叠加功能，解决OSD与飞行控制器配合使用问题，实现无限制配合pix apm pixw APP内置数传，解决电池与充电及其兼容性问题，地面端内置1500mAh大容量电池，实现设备可连续工作达2小时；兼容特性可用手机充电宝充电，协议简单，易组入，jrtp开源库:X许可，几乎无限制，针对H.264/H.265编码特点进行优化:不同的组包策略，扩展可配置发包间隔: 平衡码率波动，防止瞬时码率过大，使用RTP扩展头:传递帧号，用于算法的数据同步，使用内存池:减少模块间内存拷贝，降低延迟，支持组播，Live555 开源库，LGPLv2.1许可，可以在商业软件中引用，RTSP server接收到RTSP 后,PreviewH264OnDemandMediaSubsession创建H264PreviewSouce类和 H264VideoStreamDiscreteFramer类之后H264PreviewSouce通过队列从 Rtspsink中获取h264数据，经过处理后发送到手机端，无线中继作为AP，无人机和手机作为两个终端连接到无线中继AP上，无线中继需要布置数据转发APP，用于转发视频流，手机端与无线中继建立socket连接，无人机与无线中继建立socket连接，视频+RC，无人机端混合音视频实时数据，并发往云端，Camera编码H.264数据，并通过rtp/rtsp协议进行数据发送，手机端接收视频数据流(H.264)，在本地解码播放，手机端采集本地音频，并将编码后的音频发送到Camera端，Camera端mux audio&video推送云端，Android、 iOS、desktop通过rtmp标准协议进行媒体播放，由发射端和接收端构成，能将摄像头或摄像机捕捉到的图像，经过编码后，利用无线信号传送到远端再还原出来的无线设备，图传在很多领域被广泛应用，而在民用端无人机和航模领域的图传技术最为先进，图传控制系统软件开发的流程为需求分析、软件设计、软件实现、系统测试与Bata测试。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二(一号、二号)等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，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、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.4K高清低延时无人机图传系统，包括图传控制系统，其特征在于：所述图传控制系统内部设置有HDMI视屏输出模块、发射模块、伺服舵机控制模块、可接收发送TTL数据模块、接收模块与用户端控制模块，所述HDMI视屏输出模块连接有发射模块，所述发射模块连接有伺服舵机控制模块、可接收发送TTL数据模块、接收模块，所述接收模块连接有用户端控制模块。

2.根据权利要求1所述的4K高清低延时无人机图传系统，其特征在于：所述HDMI视屏输出模块与发射模块之间设置有HDMI接口，所述HDMI视屏输出模块的输出端通过HDMI接口与发射模块的输入端电性连接。

3.根据权利要求1所述的4K高清低延时无人机图传系统，其特征在于：所述伺服舵机控制模块与发射模块之间设置有PWM接口，所述伺服舵机控制模块的输出端通过PWM接口与发射模块的输入端电性连接。

4.根据权利要求1所述的4K高清低延时无人机图传系统，其特征在于：所述可接收发送TTL数据模块与发射模块之间设置有TTL接口，所述可接收发送TTL数据模块的输出端通过TTL接口与发射模块的输入端电性连接。

5.根据权利要求1所述的4K高清低延时无人机图传系统，其特征在于：所述发射模块与接收模块之间设置有无线信号，所述发射模块的输出端通过无线信号与接收模块的输入端无线通讯连接。

6.根据权利要求1所述的4K高清低延时无人机图传系统，其特征在于：所述接收模块通过无线或者有线与用户端控制模块之间进行连接。

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