CN219514123U - 一种无人机超视距低时延无线图像传输系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种无人机超视距低时延无线图像传输系统，属于通信技术领域，其包括无人机、地面监控终端、远程服务器和设置在无人机内的控制处理单元，无人机上设置有云台和高清摄像传输装置；高清摄像传输装置与云台电连接，用于采集高清视频信号后对高清视频信号进行H.264高清视频编码，并将编码后的高清视频信号通过云台发送至控制处理单元进行处理；地面监控终端用于接收及显示控制处理单元处理后的高清视频信号，并发送控制信号至控制处理单元对无人机和云台进行控制；高清摄像传输装置还用于按照SRT传输协议的技术规范对编码后的高清视频信号进行发送处理并传输至远程服务器。本实用新型能够便于适应超视距低时延的图像传输要求。

Description

一种无人机超视距低时延无线图像传输系统

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，尤其是涉及一种无人机超视距低时延无线图像传输系统。

背景技术

近年来，随着消费级无人机的普及，普通人也可以用“上帝视角”鸟瞰世界。因此，无人机以十分迅猛的姿态走进了民众的生活，随着图像传输系统的不断完善，更是使得无人机被广泛应用于交通运输、应急搜救、农林环保、公共安全、刑警图侦以及电力巡线等多个领域。

针对上述中的相关技术，发明人发现常见的无人机图传系统虽然能够传输高清图像，但其图像传输距离较近，时延较高且容易受到干扰，尤其是在环境恶劣的山区以及高楼密集的城市中心，图像传输系统受到了很大的限制，不便于适应超视距低时延的图像传输要求。

实用新型内容

为了便于适应超视距低时延的图像传输要求，本实用新型提供了一种无人机超视距低时延无线图像传输系统。

本实用新型提供的一种无人机超视距低时延无线图像传输系统采用如下的技术方案：

一种无人机超视距低时延无线图像传输系统，包括无人机、地面监控终端、远程服务器和设置在无人机内的控制处理单元，所述无人机上设置有云台和高清摄像传输装置；

所述高清摄像传输装置，与所述云台电连接，用于采集高清视频信号后对所述高清视频信号进行H.264高清视频编码，并将编码后的高清视频信号通过所述云台发送至所述控制处理单元进行处理；

所述地面监控终端，与所述控制处理单元无线通信连接，用于接收及显示所述控制处理单元处理后的高清视频信号，并发送控制信号至所述控制处理单元对所述无人机和所述云台进行控制；

所述高清摄像传输装置，与所述远程服务器通过5G移动通信网络连接，还用于按照SRT传输协议的技术规范对编码后的高清视频信号进行发送处理并传输至远程服务器。

通过采用上述技术方案，利用高清摄像传输装置采集高清视频信号后进行H.264高清视频编码，并将编码后的高清视频信号通过云台发送至控制处理单元进行处理，地面监控终端接收处理后的高清视频信号进行显示，并根据显示的高清视频信息发送控制信号至控制处理单元，进而对无人机和云台进行控制；同时，利用无人机的高清摄像传输装置采集高清视频信号并对高清视频信号进行H.264高清视频编码，按照SRT传输协议的技术规范对编码后的高清视频信号进行发送处理并传输至远程服务器，远程服务器进行视频接收、存储和分发等处理操作；通过采用SRT实时传输技术实现了低时延的视频传输和发送处理，利用5G移动通信网络替代传统无人机自建通信和控制链路，达到了对无人机的超视距远程图像传输，实现了交互信息的大带宽、高速率、低时延的图像传输处理，从而便于适应超视距低时延的图像传输要求。

可选的，所述远程服务器包括，

SRT传输接收模块，用于接收按照SRT传输协议的技术规范处理后的高清视频信号；

视频处理模块，连接于SRT传输接收模块，用于对接收到的高清视频信号进行处理。

通过采用上述技术方案，利用SRT传输接收模块接收按照SRT传输协议的技术规范处理后的高清视频信号，利用视频处理模块对接收到的高清视频信号进行处理，从而实现了高清视频的低时延传输，便于对高清视频进行接收、存储和分发等处理操作。

可选的，所述高清摄像传输装置包括，

高清摄像编码模块，用于采集高清视频信号后对高清视频信号进行H.264高清视频编码，并将编码后的高清视频信号通过所述云台发送至所述控制处理单元；

SRT传输发送模块，连接于高清摄像编码模块，用于将编码后的高清视频信号按照SRT传输协议的技术规范进行发送处理；

5G通信模块，连接于SRT传输发送模块，用于将处理后的高清视频信号进行5G通信射频信道编码和调制发射，并发送至所述远程服务器。

通过采用上述技术方案，利用高清摄像编码模块采集高清视频信号并进行H.264高清视频编码，将其中一路编码后的高清视频信号通过云台发送至控制处理单元，将另一路编码后的高清视频信号按照SRT传输协议的技术规范进行发送处理，并通过5G通信模块传输至远程服务器。

可选的，所述地面监控终端包括，

地面视频接收显示单元，用于接收高清视频信号并进行显示；

地面控制单元，用于发送控制信号至所述控制处理单元，以对所述无人机和所述云台进行控制。

通过采用上述技术方案，在接收到高清视频信号后，利用地面视频接收显示单元对高清视频信号进行显示，根据该视频信息，即可利用地面控制单元发送控制信号至控制处理单元，以对无人机和云台进行控制，从而满足了地面监控终端监看和控制的需求。

可选的，所述云台采用三轴负载云台。

可选的，所述高清摄像编码模块采用索尼IMX383 CMOS图像传感器和索喜M10V编码芯片。

可选的，所述5G通信模块采用哈勃一号5G通信模块。

通过采用上述技术方案，哈勃一号5G通信模块专用于无人机的通信链路，不仅能够解决无人机超视距飞行和空管对接能力的问题，还能够适配多数无人机厂商的数据接入协议，同时，哈勃一号还支持SE安全加密芯片，保障了数据的安全传输。

可选的，还包括电源模块，所述电源模块与无人机电连接，用于对无人机进行供电。

通过采用上述技术方案，利用电源模块对无人机进行供电，无人机输出直流电源，通过云台对高清摄像传输装置提供电源，从而保证了无人机整体的正常运行。

综上所述，本实用新型包括以下至少一种有益技术效果：利用高清摄像传输装置采集高清视频信号后进行H.264高清视频编码，并将编码后的高清视频信号通过云台发送至控制处理单元进行处理，地面监控终端接收处理后的高清视频信号进行显示，并根据显示的高清视频信息发送控制信号至控制处理单元，进而对无人机和云台进行控制；同时，利用无人机的高清摄像传输装置采集高清视频信号并对高清视频信号进行H.264高清视频编码，按照SRT传输协议的技术规范对编码后的高清视频信号进行发送处理并传输至远程服务器，远程服务器进行视频接收、存储和分发等处理操作；通过采用SRT实时传输技术实现了低时延的视频传输和发送处理，利用5G移动通信网络替代传统无人机自建通信和控制链路，达到了对无人机的超视距远程图像传输，实现了交互信息的大带宽、高速率、低时延的图像传输处理，从而便于适应超视距低时延的图像传输要求。

附图说明

图1是本申请其中一个实施例的图像传输系统的结构示意图。

图2是本申请其中一个实施例的远程服务器的结构框图。

图3是本申请其中一个实施例的高清摄像传输装置的结构框图。

图4是本申请其中一个实施例的地面监控终端的结构框图。

附图标记说明：1、无人机；11、控制处理单元；12、云台；13、高清摄像传输装置；131、高清摄像编码模块；132、SRT传输发送模块；133、5G通信模块；2、地面监控终端；21、地面视频接收显示单元；22、地面控制单元；3、远程服务器；31、SRT传输接收模块；32、视频处理模块。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1-4及实施例，对本实用新型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用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型实施例公开一种无人机超视距低时延无线图像传输系统。

参照图1，一种无人机超视距低时延无线图像传输系统包括无人机1、地面监控终端2、远程服务器3和设置在无人机1内的控制处理单元11，无人机1上设置有云台12和高清摄像传输装置13；

高清摄像传输装置13，与云台12电连接，用于采集高清视频信号后对高清视频信号进行H.264高清视频编码，并将编码后的高清视频信号通过云台12发送至控制处理单元11进行处理；其中，通过云台12不仅能够调节高清摄像传输装置13的平移角度、俯仰角度和横滚角度，还能够实现摄像时的聚焦、变焦和光圈等调节功能；

地面监控终端2，与控制处理单元11无线通信连接，用于接收及显示控制处理单元11处理后的高清视频信号，并发送控制信号至控制处理单元11对无人机1和云台12进行控制；其中，无人机1上的控制处理单元11可通过2.4G或5.8G频段与地面控制终端进行无线通信，地面控制终端可以为无人机遥控器；

高清摄像传输装置13，与远程服务器3通过5G移动通信网络连接，还用于按照SRT传输协议的技术规范对编码后的高清视频信号进行发送处理并传输至远程服务器3；其中，SRT传输协议是一种能够在复杂网络环境下实时、安全、可靠地传输数据流的网络传输技术，由于采用了UDP传输方式，并使用ARQ的丢包恢复机制，基于公网的传输延迟级别一般可控制在1s以内，因此具有低时延的优点。

上述实施方式中，利用高清摄像传输装置13采集高清视频信号后进行H.264高清视频编码，并将编码后的高清视频信号通过云台12发送至控制处理单元11进行处理，地面监控终端2接收处理后的高清视频信号进行显示，并根据显示的高清视频信息发送控制信号至控制处理单元11，进而对无人机1和云台12进行控制；同时，利用无人机1的高清摄像传输装置13采集高清视频信号并对高清视频信号进行H.264高清视频编码，按照SRT传输协议的技术规范对编码后的高清视频信号进行发送处理并传输至远程服务器3，远程服务器3进行视频接收、存储和分发等处理操作；通过采用SRT实时传输技术实现了低时延的视频传输和发送处理，利用5G移动通信网络替代传统无人机自建通信和控制链路，达到了对无人机1的超视距远程图像传输，实现了交互信息的大带宽、高速率、低时延的图像传输处理，从而便于适应超视距低时延的图像传输要求。

作为云台12的一种实施方式，云台12采用三轴负载云台。

参照图2，作为远程服务器3的一种实施方式，远程服务器3包括，

SRT传输接收模块31，用于接收按照SRT传输协议的技术规范处理后的高清视频信号；

视频处理模块32，连接于SRT传输接收模块31，用于对接收到的高清视频信号进行处理。

上述实施方式中，利用SRT传输接收模块31接收按照SRT传输协议的技术规范处理后的高清视频信号，利用视频处理模块32对接收到的高清视频信号进行处理，从而实现了高清视频的低时延传输，便于对高清视频进行接收、存储和分发等处理操作。

参照图3，作为高清摄像传输装置13的一种实施方式，高清摄像传输装置13包括，

高清摄像编码模块131，用于采集高清视频信号后对高清视频信号进行H.264高清视频编码，并将编码后的高清视频信号通过云台12发送至控制处理单元11；

SRT传输发送模块132，连接于高清摄像编码模块131，用于将编码后的高清视频信号按照SRT传输协议的技术规范进行发送处理；

5G通信模块133，连接于SRT传输发送模块132，用于将处理后的高清视频信号进行5G通信射频信道编码和调制发射，并发送至远程服务器3。

上述实施方式中，利用高清摄像编码模块131采集高清视频信号并进行H.264高清视频编码，将其中一路编码后的高清视频信号通过云台12发送至控制处理单元11，将另一路编码后的高清视频信号按照SRT传输协议的技术规范进行发送处理，并通过5G通信模块133传输至远程服务器3。

作为高清视频编码模块的一种实施方式，高清摄像编码模块131采用索尼IMX383CMOS图像传感器和索喜M10V编码芯片；其中，IMX383 CMOS图像传感器作为一种背光叠加CMOS图像传感器，灵敏度高，暗电流低，无污迹，具有优良的抗花期特性，功耗较低且支持全像素同步复位；索喜M10V编码芯片作为一款专用于数字相机和数字摄像机的系统芯片，核心为Cortex-A7和Cortex-M0，配备有传感器输入信号处理、JPEG压缩/解压、H.264/H.265编解码、DSP、SDRAM控制器和电源管理控制器等，通过将数字相机和数字摄像机的所有基本功能集成到芯片中，缩短了开发周期，减少了相机组件的数量；同时，该芯片采用嵌入式图像处理器，实现了高性能、高质量的数字相机和数字摄像机系统。

作为5G通信模块133的一种实施方式，5G通信模块133采用中国移动推出的哈勃一号5G通信模块；哈勃一号5G通信模块专用于无人机的通信链路，不仅能够解决无人机超视距飞行和空管对接能力的问题，还能够适配多数无人机厂商的数据接入协议；同时，哈勃一号还支持SE安全加密芯片，保障了数据的安全传输。

参照图4，作为地面监控终端2的一种实施方式，地面监控终端2包括，

地面视频接收显示单元21，用于接收高清视频信号并进行显示；

地面控制单元22，用于发送控制信号至控制处理单元11，以对无人机1和云台12进行控制。

上述实施方式中，在接收到高清视频信号后，利用地面视频接收显示单元21对高清视频信号进行显示，根据该视频信息，即可利用地面控制单元22发送控制信号至控制处理单元11，以对无人机1和云台12进行控制，从而满足了地面监控终端2监看和控制的需求。

为了保证无人机1运行时的稳定性，图像传输系统还包括电源模块，电源模块与无人机1电连接，利用电源模块对无人机1进行供电，无人机1输出直流电源，通过云台12即可对高清摄像传输装置13提供电源。

以上均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

Claims (8)

1.一种无人机超视距低时延无线图像传输系统，其特征在于：包括无人机（1）、地面监控终端（2）、远程服务器（3）以及设置在无人机（1）内的控制处理单元（11），所述无人机（1）上设置有云台（12）和高清摄像传输装置（13）；

所述高清摄像传输装置（13），与所述云台（12）电连接，用于采集高清视频信号后对所述高清视频信号进行H.264高清视频编码，并将编码后的高清视频信号通过所述云台（12）发送至所述控制处理单元（11）进行处理；

所述地面监控终端（2），与所述控制处理单元（11）无线通信连接，用于接收及显示所述控制处理单元（11）处理后的高清视频信号，并发送控制信号至所述控制处理单元（11）对所述无人机（1）和所述云台（12）进行控制；

所述高清摄像传输装置（13），与所述远程服务器（3）通过5G移动通信网络连接，还用于按照SRT传输协议的技术规范对编码后的高清视频信号进行发送处理并传输至远程服务器（3）。

2.根据权利要求1所述的一种无人机超视距低时延无线图像传输系统，其特征在于：所述远程服务器（3）包括，

SRT传输接收模块（31），用于接收按照SRT传输协议的技术规范处理后的高清视频信号；

视频处理模块（32），连接于SRT传输接收模块（31），用于对接收到的高清视频信号进行处理。

3.根据权利要求1所述的一种无人机超视距低时延无线图像传输系统，其特征在于：所述高清摄像传输装置（13）包括，

高清摄像编码模块（131），用于采集高清视频信号后对高清视频信号进行H.264高清视频编码，并将编码后的高清视频信号通过所述云台（12）发送至所述控制处理单元（11）；

SRT传输发送模块（132），连接于高清摄像编码模块（131），用于将编码后的高清视频信号按照SRT传输协议的技术规范进行发送处理；

5G通信模块（133），连接于SRT传输发送模块（132），用于将处理后的高清视频信号进行5G通信射频信道编码和调制发射，并发送至所述远程服务器（3）。

4.根据权利要求1所述的一种无人机超视距低时延无线图像传输系统，其特征在于：所述地面监控终端（2）包括，

地面视频接收显示单元（21），用于接收高清视频信号并进行显示；

地面控制单元（22），用于发送控制信号至所述控制处理单元（11），以对所述无人机（1）和所述云台（12）进行控制。

5.根据权利要求1所述的一种无人机超视距低时延无线图像传输系统，其特征在于：所述云台（12）采用三轴负载云台。

6. 根据权利要求3所述的一种无人机超视距低时延无线图像传输系统，其特征在于：所述高清摄像编码模块（131）采用索尼IMX383 CMOS图像传感器和索喜M10V编码芯片。

7.根据权利要求3所述的一种无人机超视距低时延无线图像传输系统，其特征在于：所述5G通信模块（133）采用哈勃一号5G通信模块。

8.根据权利要求1到7任一所述的一种无人机超视距低时延无线图像传输系统，其特征在于：还包括电源模块，所述电源模块与无人机（1）电连接，用于对无人机（1）进行供电。