【参赛作品】无限距离数字图传系统尝试与制作
本帖最后由 我是飞手 于 2014-9-1 23:58 编辑传统图传在FPV领域已经应用的很广泛，但传统图传也有坑爹的不足之处，首先是距离有限，借助AAT，定向天线，功率放大等等手段能把图像传送十几，二十公里远已经算是极限了，而且传统图传容易受外界干扰。
随着现在第三代移动通信和第四代移动通信技术的商用，为数字图传打开了一扇大门特别是在多轴领域，之前也有许多人尝试过用手机开摄像头视频，或单片机挂载USB摄像头等等手段尝试过利用3G无线网络将图像实时传回地面，但失败的居多究其原因主要就是时延的问题，时延问题的关键和摄像头的视频压缩算法和无线网络速率有关。早期一般的摄像头以MJPG或MPEG-4压缩算法为主，MJPG或MPEG-4压缩算法需要处理的数据量和所占的带宽资源都很大，对处理芯片和网络带宽都是不小的考验！因此时延很难做到近似实时的程度。
但现在H.264压缩算法的摄像头已经开始应用在主流摄像头上，H.264不仅比MJPG和MPEG-4节约了50％的码率，而且对网络传输具有更好的支持功能。它引入了面向IP包的编码机制，有利于网络中的分组传输，支持网络中视频的流媒体传输。H.264具有较强的抗误码特性，可适应丢包率高、干扰严重的无线信道中的视频传输。H.264支持不同网络资源下的分级编码传输，从而获得平稳的图像质量。H.264能适应于不同网络中的视频传输，网络亲和性好。实现全国各地其它网友可以在网上同时在线实时观看航拍画面的功能！
综上所述，我就把目标锁定在应用H.264算法的摄像头身上，马上就网购了一台无线wifi摄像头回来进行测试！
经过几天的等待，网购的摄像头终于到了
这是wifi摄像头背面的接口，从左至右分别是
1、音频输出接口（可以把对方传输过来的音频信号传至音响或耳机）
2、网线接口（可以以有线的方式连接摄像头）
3、TF卡插槽（支持TF卡本地录像）
4、IO输入/输出口（可以接收外部设备输出的高低平信号，或向外部设备输出高低平信号）
5、电源接口（5V）
测试分为车载篇和机载篇两部分
实验的第一步是把数字图传系统进行车载测试，准备先自己做个WIFI小车进行实验
车载篇：
第一步就开始拆解工作，先将无用的外壳都拆掉，只保留主板和摄像头还有步进电机等部分
拆解完后就剩下图这几样核心东西了，摄像头负责拍摄画面，主板和天线负责处理和传输数据，步进电机负责WIFI小车的前后左右的移动。
先找一个光盘，准备拿它来做摄像头主板的上盖板
在光盘的适当位置上钻几个安装孔
没过多久，安装孔都已经钻好了
我又找了个闲置的云台底座，来作为摄像头的减振基座
把云台底座用螺丝固定在光盘上
接着就把摄像头的主板装上去了，用螺丝固定好
本帖最后由 我是飞手 于 2014-8-12 15:30 编辑
闲置云台架的挂臂这次也用上了，用来安装摄像镜头
摄像镜头装好后的样子
下一步，再找一张光盘来给摄像头主板做下盖板
在与上盖板相对应的位置上钻安装孔
找四个立柱螺丝出来
把它们装到光盘上
再把上下两个光盘用螺丝吃紧，就把WIFI小车的上半部分做好了
接下来做WIFI小车的下半部分
本帖最后由 我是飞手 于 2014-8-12 21:18 编辑
从杂物堆里废了九牛二虎之力找了两个轮子出来，做为WIFI小车的车轮吧
先把轮子装到两个步进电机上，试试大小转动灵不灵活
因为WIFI小车是随时移动的，所以给WIFI小车配备了移动电源，这样小车就不用拖着根电源线了。
给小车接上电源，试试画面和轮子是否工作正常
移动电源用的是自己家里的10000mah充电宝，有两个输出口，一个是5V 2.1A 另一个是5V 1A，2.1A这个口给摄像头用，1A这个口给小车上的音响用，根据实际测试按每天2小时的使用时间来算，移动电源可以给WIFI小车连续用一个星期呢
再贴几张照片给大家看看
步进电机和小车轮
2.4G的WIFI天线，WIFI小车就是靠这个和家中的路由器连接的
上电测试成功之后，就要开始制作WIFI小车的底盘部分了
先找两根桐木条
切割成几段
用小钉子钉好两根底盘车架
把步进电机一左一右的装在底盘车架上
这样两个前轮电机就装好了
再开始装后轮，自己再找了个小轮子
用螺丝固定在后车架上
把轮子装上，用手拨动几下看看是否活动灵活
整个底盘车架已经差不多完工了
最后把WIFI小车的上半部分用螺丝固定在底盘车架上
这样WIFI小车上下两部分都已经做好了，后面就要加装移动电源和小音响了
本帖最后由 我是飞手 于 2014-8-12 20:49 编辑
在底盘车架的横梁上贴好魔术贴
在移动电源对应的位置上也贴好魔术贴
将移动电源放入底盘车架中间的空间中，上下两片魔术贴粘严实了即可
然后再把网购的两个小音响一左一右的安装在WIFI小车的左右两边（因为WIFI小车的主板上有MIC，而且也有音频输出，所以可以实现远程语音对讲功能）
完工正面照
侧面照
顶部照片
尾部照片
上电启动！设置好无线连接，WIFI小车就可以无线连接上家中的无线路由器上，这样你就可以通过电脑和手机来登录到WIFI小车上
这是WIFI小车的软件界面，右上角是控制WIFI小车的前后左右方向的，中间那两排按钮是可以设置画面的左右镜像，上下镜像，步进电机转速快慢，IO输口的高低电平控制，画面截图，红外夜视等功能
再下面的四个下拉列表可以设置WIFI小车的画面模式、帧率、亮度、对比度
最下面的五个图标是可以开启WIFI小车的监听功能，对讲功能，本地录像功能，和系统设置功能
电脑连上WIFI小车一切功能OK！
在系统设置功能中，可以设置视频的尺寸，码率模式，画面质量等
用手机连上WIFI小车试了一下，一切运转正常！
用电脑来控制WIFI小车的左右转向和前后移动1
http://player.youku.com/player.php/sid/XNzU0MTM4MzEy/v.swf
用电脑来控制WIFI小车的左右转向和前后移动2
http://player.youku.com/player.php/sid/XNzU0MTQyNzY0/v.swf
用手机拍的电脑控制WIFI小车时的电脑屏幕图像
http://player.youku.com/player.php/sid/XNzU0MTQ5NjQ4/v.swf
在自己家里实验成功了就要试试超远距离传输图像和控制WIFI小车了，请了在300公里之外一个城市的朋友帮忙，告诉他我的路由器公网IP地址，并在路由器上设置好端口转发功能，我朋友就可以通过公网来访问WIFI小车了
实验很成功，我朋友能流畅的看到实时画面，并能实时的控制WIFI小车的行动，视频后半段黑亮交替是在测试关灯情况下WIFI小车红外灯的夜视效果，而且WIFI小车自带了MIC和小音响，我们直接进行了远程语音对讲，连电话费都省了！哈哈哈哈哈
我朋友在300公里外的距离控制WIFI小车的视频
http://player.youku.com/player.php/sid/XNzU0MjcxMTQ4/v.swf
本帖最后由 我是飞手 于 2014-8-16 09:34 编辑
机载篇：
数字图传系统车载测试成功之后，就尝试着进行机载测试，由于自己还没有四轴，所以就从朋友那里借用了一套四轴进行测试
先把四轴的下碳板取下，把摄像头的主板放入比了比大小，刚好合适！
接下来就简单了，直接把WIFI小车的底部车架和下盖板拆掉，直接把上盖板和摄像头及主板，安装在四轴的底部
因为机载测试用不到两个步进电机，所以就把两个步进电机拨掉减重
接下来把3G上网卡装上SIM卡，然后安装到四轴上
这3G上网卡还自带路由功能，这样就可以让无线摄像头以WIFI的方式登录到3G上网卡上，然后通过3G上网卡把图像通过公网传输到远端的电脑上
根据这个思路，先用电脑把3G上网卡上的无线路由功能设置好
然后再用电脑以网线的方向先连接上摄像头
再用电脑把摄像头的无线登录从家中的无线路由器改成3G上网卡的无线路由
检查摄像头能否成功通过3G上网卡把图像通过公网传到电脑上后，就开始户外测试
http://player.youku.com/player.php/sid/XNzU0MTQ0NjM2/v.swf
把四轴拿到了小区的通道空地上
给四轴装上螺旋桨后，就开始户外试飞测试
考虑到3G上网的网速不如家中的ADSL快，所以把摄像头的分辨率从原来的640x480改成了320x240，测试视频如下
http://player.youku.com/player.php/sid/XNzU0MTQzOTQw/v.swf
因为第一次户外测试而且在小区里空间不大，就简单的起飞悬停了一会儿降落，实验的结果基本达到了预期的目标，画面流畅，时延在可以接受的范围内，基本达到了看着屏幕操控四轴的要求，实验成功了！
下次再搞个4G的上网卡，网络的速度将会成倍的变快，到时候摄像头的分辨率和画质我可以设得更高，画图会更流畅响应更迅速，谢谢大家！
本帖最后由 我是飞手 于 2014-8-13 10:22 编辑
谢谢大家的鼓励和意见，因为实验只有一步步来，我实验的第一步选择了移动距离最近的WIFI小车上也是这个原因，WIFI小车上成功了，我就到多轴上实验，多轴实验成功了我就到固定翼上实验，这是一个不断实验的过程，我在贴子标题上也写了是尝试，是朝未来的一个前进方向努力尝试，而且我已经在3G网络上实验成功了，4G的效果只会比3G更好！按照目前4G网络大发展的速度来看，4G网络覆盖和信号质量会有质的飞跃，当4G网络覆盖到能够达到在固定翼上实验的程度， 我还会到固定翼上实验
有几个网友不了解3G4G通讯网络，片面的认为只是靠单个基站来覆盖的！
在这里再重申一点3G4G网络是由 成千上万的基站成片重叠覆盖而成，飞机飞出一个基站信号范围之前就已经飞入了下一个基站的信号范围之内了！
感谢大家提的宝贵意见！
没有了？ 24k纯帅 发表于 2014-8-12 14:40 static/image/common/back.gif
没有了？
还在编辑中，请稍等 赞 见过高人 改3G图传。。。至今4G了。。。无果。。。
无人机专业COFDM无线图传以应用广泛。。100KM无压力{:1_8:}{:1_8:}{:1_8:}{:1_8:} 本帖最后由 我是飞手 于 2014-8-12 21:00 编辑
cyb2688 发表于 2014-8-12 16:20 http://www.moz8.com/static/image/common/back.gif
见过高人 改3G图传。。。至今4G了。。。无果。。。
单单一个COFDM系统动则几万的高价，不是个人用得起的，我想你自己也不会去用这个来FPV的，而且也才100KM传输距离，目前我已实验成功在300KM之外的城市对WIFI小车进行控制了，而且只要网络带宽能保证，这个距离是无限的，你可以在美国控制自己国内家中的WIFI小车，我的愿望是借助现成的图像数字压缩和无线网络产品用低成本来实现突破距离上的限制 我是飞手 发表于 2014-8-12 14:58 static/image/common/back.gif
还在编辑中，请稍等
嗯 赞一下！期待中，，，，{:1_1:} 本帖最后由 cyb2688 于 2014-8-12 21:40 编辑
我是飞手 发表于 2014-8-12 16:42 http://www.moz8.com/static/image/common/back.gif
单单一个COFDM系统动则几万的高价，不是个人用得起的，我想你自己也不会去用这个来FPV的，而且也才100KM ...
我只看你无线发射端 到 你小车 的距离？？？？ 两个多个控制端再远有何意义？？？？？
两个概念。。。即使4G 在无人区。。。也是盲区，，， 你这个概念几年前就有了，WiFi机器人工作室的家伙很早前就进行了上海对四川WiFi车的遥控，我两年前也实践过。所谓300KM甚至无线距离的遥控和图像传输，听着很牛叉，但你想想，我们在优酷看的超清视频，哪个不是来自数千公里外的北京？这样一想其实就没啥稀奇的了，走网络本来就是无限距离的事。在你第一个跟你朋友的试验中，信号是WiFi摄像头无线传送至你家路由器，然后走有线网络传到你朋友的路由器，这其中信号至少99.99％走的可是有线网络哦。你一个无线路由器信号覆盖半径百米左右，你的小车能出了你家路由器覆盖下的这个圆吗？后面你换成3G卡上了飞机，其实这个很早之前就有类似的帖子了，估计很少有人会真正尝试，因为效果肯定不会好，你的3G卡跟基站之间的距离也是一个大问题，延时先不说，所谓3G4G传输速率提升很大，但基站覆盖半径怕是改善不大。目前来说，这种方案还不实用。 拉普拉斯妖 发表于 2014-8-12 21:47 static/image/common/back.gif
你这个概念几年前就有了，WiFi机器人工作室的家伙很早前就进行了上海对四川WiFi车的遥控，我两年前也实践过 ...
高人。。。。{:1_12:} 本帖最后由 cyb2688 于 2014-8-16 20:13 编辑
楼主 数传 图传 一体 加4G 你优化出 延时200毫秒的产品。。。我立马入手{:1_20:}{:1_20:}
有个论坛是用智能手机改的。。我找找。。楼主参考{:1_23:} cyb2688 发表于 2014-8-12 21:32 static/image/common/back.gif
我只看你无线发射端 到 你小车 的距离？？？？ 两个多个控制端再远有何意义？？？？？
你还没仔细看我的贴子，请再仔细看一下贴子吧，在机载篇中就有你的答案，我把机载篇中的3G上网卡装在WIFI小车上是分分钟的事情，300公里外的朋友一样可以通过3G上网卡的公网IP地址访问到我的WIFI小车
wifi摄像头 --> 家中无线路由器 --> 公网 --> 对方电脑
wifi摄像头 --> 3G上网卡 --> 公网 --> 对方电脑
这两套方案是可以根据应用场景不同而互换的 本帖最后由 cyb2688 于 2014-8-12 22:07 编辑
我是飞手 发表于 2014-8-12 21:58 http://www.moz8.com/static/image/common/back.gif
你还没仔细看我的贴子，请再仔细看一下贴子吧，在机载篇中就有你的答案，我把机载篇中的3G上网卡装在WIFI ...
楼主 单个4G 基站覆盖20-30公里 一个COFDM民用的覆盖100公里。。。。。。别的？？？？？？？
楼主学习了。顶了。。无线论坛 可以看看 本帖最后由 我是飞手 于 2014-8-13 08:11 编辑
拉普拉斯妖 发表于 2014-8-12 21:47 http://www.moz8.com/static/image/common/back.gif
你这个概念几年前就有了，WiFi机器人工作室的家伙很早前就进行了上海对四川WiFi车的遥控，我两年前也实践过 ...
所以我在贴子的开头就说是应用在多轴领域，多轴一般飞行距离不会太远，现在城区基本覆盖了3G和4G信号，很少有人尝试，不能代表这个方向行不通，总要有人去不断尝试，不断探索偿试才是人类发展的动力，不能否定一切可能既便目前有些阻碍，而且我在开头就说了很多之前尝试的人失败的人，也有他们用的摄像头的视频压缩算法太落后的原因，最后再重申一点3G4G网络是由成千上万的基站成片覆盖而成的，不要片面认为只是靠单个基站来覆盖的！