CN219514140U - 一种支持双路编码传输的无人机系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种支持双路编码传输的无人机系统，属于通信技术领域，其包括无人机、远程服务器、地面监控终端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双路编码摄像传输装置；双路编码摄像传输装置，用于采集4K超高清视频信号后进行H.265 4K视频编码，并发送至远程服务器进行处理，还用于将4K超高清视频信号降低至1080P高清分辨率后进行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；地面监控终端用于接收及显示控制处理单元处理后的高清视频信号。本实用新型能够在通过5G移动通信网络实时向远程服务器传输4K摄像机视频信号的同时，便于兼顾无人机遥控器等地面监控终端的监控需求。

Description

一种支持双路编码传输的无人机系统

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，尤其是涉及一种支持双路编码传输的无人机系统。

背景技术

无人驾驶飞机简称无人机，是一种利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器。常见的无人机可以分为：无人固定翼飞机、无人垂直起降飞机、无人飞艇、无人直升机、无人多旋翼飞行器和无人伞翼机等。与载人飞机相比，无人机具有体积小、造价低、使用方便等优点。

目前，5G移动通信网络的快速发展为网联无人机带来了巨大的发展机会，通过5G通信网络替代传统无人机自建通信链路，实现了对无人机的超视距远程飞行控制，并实现了交互信息的大带宽、高速率、低时延的4K实时传输和处理。

针对上述中的相关技术，发明人发现网联无人机在通过5G网络实时向远程服务器传输4K摄像机视频信号的同时，不便于兼顾无人机遥控器等地面监控终端的监控需求。

实用新型内容

为了在通过5G网络实时向远程服务器传输4K摄像机视频信号的同时，便于兼顾无人机遥控器等地面监控终端的监控需求，本实用新型提供了一种支持双路编码传输的无人机系统。

本实用新型提供的一种支持双路编码传输的无人机系统采用如下的技术方案：

一种支持双路编码传输的无人机系统，包括无人机、远程服务器、地面监控终端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双路编码摄像传输装置；

所述云台，与所述双路编码摄像传输装置电连接，用于对所述双路编码摄像传输装置进行控制，并调节双路编码摄像传输装置的拍摄角度；

所述双路编码摄像传输装置，与所述远程服务器通过5G移动通信网络连接，用于采集4K超高清视频信号后进行H.265 4K视频编码，并发送至所述远程服务器进行处理；

所述双路编码摄像传输装置，还用于将4K超高清视频信号降低至1080P高清分辨率后进行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。

通过采用上述技术方案，利用无人机上的双路编码摄像传输装置采集4K超高清视频信号，然后进行H.265 4K视频编码并发送至远程服务器，远程服务器进行视频接收、存储和分发等处理；同时，双路编码摄像传输装置将采集的4K超高清视频信号降低至1080P高清分辨率后进行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，从而实现了在通过5G网络实时向远程服务器传输4K摄像机视频信号的同时，便于兼顾无人机遥控器等地面监控终端的监控需求。

可选的，所述双路编码摄像传输装置包括4K摄像模块、双路视频编码模块和5G通信模块；

所述4K摄像模块，用于采集4K超高清视频信号；

所述双路视频编码模块，用于对所述4K超高清视频信号进行H.265 4K视频编码；

所述5G通信模块，用于将编码后的4K视频码流进行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；

所述双路视频编码模块，还用于将所述4K超高清视频信号降低至1080P高清分辨率后进行H.264高清视频编码，并将高清视频信号通过所述云台发送至所述控制处理单元。

通过采用上述技术方案，利用4K摄像模块采集4K超高清视频信号，利用双路视频编码模块实现两路编码输出，其中一路进行4K视频编码并通过5G通信模块传输到远程服务器，另一路进行高清视频信号编码并通过云台发送至控制处理单元进行处理，处理后发送至地面监控终端。

可选的，所述地面监控终端包括地面视频接收显示单元和地面控制单元；

所述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；

所述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4K摄像模块采用索尼IMX383 CMOS图像传感器。

通过采用上述技术方案，索尼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。

可选的，所述双路视频编码模块采用索喜M10V编码芯片。

通过采用上述技术方案，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，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。

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，通过云台对双路编码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：利用无人机上的双路编码摄像传输装置采集4K超高清视频信号，然后进行H.265 4K视频编码并发送至远程服务器，远程服务器进行视频接收、存储和分发等处理；同时，双路编码摄像传输装置将采集的4K超高清视频信号降低至1080P高清分辨率后进行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，从而实现了在通过5G网络实时向远程服务器传输4K摄像机视频信号的同时，便于兼顾无人机遥控器等地面监控终端的监控需求。

附图说明

图1是本申请其中一个实施例的无人机系统的结构示意图。

图2是本申请其中一个实施例的双路编码摄像传输装置的结构框图。

图3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、双路编码摄像传输装置；131、4K摄像模块；132、双路视频编码模块；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。

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1-3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支持双路编码传输的无人机系统。

参照图1，一种支持双路编码传输的无人机系统包括无人机1、远程服务器3、地面监控终端2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和双路编码摄像传输装置13；

云台12，与双路编码摄像传输装置13电连接，用于对双路编码摄像传输装置13进行控制，并调节双路编码摄像传输装置13的拍摄角度；其中，通过云台12不仅能够调节双路编码摄像传输装置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；

双路编码摄像传输装置13，与远程服务器3通过5G移动通信网络连接，用于采集4K超高清视频信号后进行H.265 4K视频编码，并发送至远程服务器3进行处理；其中，H.265作为继H.264之后所制定的新的视频编码标准，采用先进的技术用以改善码流、编码质量、延时和算法复杂度之间的关系，从而达到最优化设置，尤其应用于4K视频编解码，使用H.265能够将原有的带宽至少降低50%，无论是网络传输，还是服务器端的存储空间，都能得到很大的提升；

双路编码摄像传输装置13，还用于将4K超高清视频信号降低至1080P高清分辨率后进行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，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。

上述实施方式中，利用无人机1上的双路编码摄像传输装置13采集4K超高清视频信号，然后进行H.265 4K视频编码并发送至远程服务器3，远程服务器3进行视频接收、存储和分发等处理；同时，双路编码摄像传输装置13将采集的4K超高清视频信号降低至1080P高清分辨率后进行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，从而实现了在通过5G网络实时向远程服务器3传输4K摄像机视频信号的同时，便于兼顾无人机1遥控器等地面监控终端2的监控需求。

参照图2，作为双路编码摄像传输装置13的一种实施方式，双路编码摄像传输装置13包括4K摄像模块131、双路视频编码模块132和5G通信模块133；

4K摄像模块131，用于采集4K超高清视频信号；

双路视频编码模块132，与4K摄像模块131连接，用于对4K超高清视频信号进行H.265 4K视频编码；

5G通信模块133，与双路视频编码模块132连接，用于将编码后的4K视频码流进行5G通信射频信道编码和调制发射，并发送至远程服务器3；

双路视频编码模块132，还用于将4K超高清视频信号降低至1080P高清分辨率后进行H.264高清视频编码，并将高清视频信号通过云台12发送至控制处理单元11。

上述实施方式中，利用4K摄像模块131采集4K超高清视频信号，利用双路视频编码模块132实现两路编码输出，其中一路进行4K视频编码并通过5G通信模块133传输到远程服务器3，另一路进行高清视频信号编码并通过云台12发送至控制处理单元11进行处理，处理后发送至地面监控终端2。

参照图3，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和地面控制单元22；

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。

为了便于对无人机1进行供电，无人机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对双路编码摄像传输装置13提供电源，从而保证了无人机1整体的正常运行。

作为云台12的一种实施方式，云台12采用三轴负载云台。

作为4K摄像模块131的一种实施方式，4K摄像模块131采用索尼IMX383 CMOS图像传感器，该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。

作为双路视频编码模块132的一种实施方式，双路视频编码模块132采用索喜M10V编码芯片；该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。

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)

1.一种支持双路编码传输的无人机系统，其特征在于：包括无人机（1）、远程服务器（3）、地面监控终端（2）和设置在无人机（1）内的控制处理单元（11），所述无人机（1）上设置有云台（12）和双路编码摄像传输装置（13）；

所述云台（12），与所述双路编码摄像传输装置（13）电连接，用于对所述双路编码摄像传输装置（13）进行控制，并调节双路编码摄像传输装置（13）的拍摄角度；

所述双路编码摄像传输装置（13），与所述远程服务器（3）通过5G移动通信网络连接，用于采集4K超高清视频信号后进行H.265 4K视频编码，并发送至所述远程服务器（3）进行处理；

所述双路编码摄像传输装置（13），还用于将4K超高清视频信号降低至1080P高清分辨率后进行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。

2.根据权利要求1所述的一种支持双路编码传输的无人机系统，其特征在于：所述双路编码摄像传输装置（13）包括4K摄像模块（131）、双路视频编码模块（132）和5G通信模块（133）；

所述4K摄像模块（131），用于采集4K超高清视频信号；

所述双路视频编码模块（132），用于对所述4K超高清视频信号进行H.265 4K视频编码；

所述5G通信模块（133），用于将编码后的4K视频码流进行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）；

所述双路视频编码模块（132），还用于将所述4K超高清视频信号降低至1080P高清分辨率后进行H.264高清视频编码，并将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）。

3.根据权利要求1所述的一种支持双路编码传输的无人机系统，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）和地面控制单元（22）；

所述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；

所述地面控制单元（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。

4.根据权利要求1所述的一种支持双路编码传输的无人机系统，其特征在于：所述云台（12）采用三轴负载云台。

5.根据权利要求2所述的一种支持双路编码传输的无人机系统，其特征在于：所述4K摄像模块（131）采用索尼IMX383 CMOS图像传感器。

6.根据权利要求2所述的一种支持双路编码传输的无人机系统，其特征在于：所述双路视频编码模块（132）采用索喜M10V编码芯片。

7.根据权利要求2所述的一种支持双路编码传输的无人机系统，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6任一所述的一种支持双路编码传输的无人机系统，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。