Хяналт, телеметр, HD видео бичлэгийн хувьд UAV өгөгдлийн холбоос хэр их зурвасын өргөн шаардлагатай вэ?

UAV нь өчүүхэн өгөгдлийн урсгал дээрх командуудад хариу үйлдэл үзүүлэх боловч радио холбоос хэт ачаалалтай үед ашиглах боломжтой видеогоо алддаг. Энэхүү ялгаатай байдал нь сурталчилгааны дээд хурдаар модем сонгохоос илүү зурвасын өргөнийг төлөвлөхөд илүү төвөгтэй болгодог. Хяналт, телеметр, HD видео нь нэг холболтод тэс өөр шаардлага тавьдаг.

Гол асуулт бол хэр тогтвортой байна вэ Бодит нислэгийн үеэр нисэх онгоцны өгөгдлийн холболтын зурвасын өргөнийг UAV хангаж чаддаг. Доорх хэсгүүд нь замын хөдөлгөөний төрөл тус бүрийг харьцуулж, практик зурвасын өргөний төсөв зохиож, видеоны эрэлт ихсэх үед хяналт, телеметрийг хэрхэн хамгаалахыг харуулдаг.

 

UAV Data Stream бүр хэр их зурвасын өргөн ашигладаг вэ?

Удирдлагын командууд нь бага хүчин чадалтай боловч яаралтай хүргэх шаардлагатай

Нисгэгчийн оролт, нислэгийн горимын өөрчлөлт, замын цэгийн шинэчлэлт, гэр лүү буцах заавар, гимбалын хөдөлгөөн, ачааны триггер зэрэг нь жижиг мессежүүд юм. Практик төлөвлөлтийн тэтгэмж нь талархал болон протоколын нэмэлт зардлыг оруулаад ойролцоогоор 5-100 кбит/с байна. Хяналтын гүйцэтгэл муу байх нь ихэвчлэн түүхий хүчин чадал дутмаг гэхээсээ илүү хоцролт, чичиргээ, пакет алдагдах, дарааллын түгжрэл зэргээс болдог.

Ихэнх өндөр ачаалалтай UAV урсгал эсрэг чиглэлд явдаг тул дээшээ холбогч нь хамгаалалттай хүчин чадалтай хэвээр байна. Холбоос нь видео бичлэг хийх хангалттай зайтай байж болох ч хяналтын багцуудыг бусад урсгалын ард хүлээж үлдээдэг. Тиймээс хэд хэдэн програм нэг радиог хуваалцах бүрд тушаалын өгөгдөл нь нөөцлөгдсөн давуу эрх авах ёстой.

Тушаалын хугацааг тооцохгүйгээр зурвасын өргөнийг үнэлэх боломжгүй. Хойшлогдсон ачааны заавар нь тохиромжгүй байж болох ч саатсан нислэгийн горим эсвэл сэргээх команд нь номлолд шууд нөлөөлнө. Ийм учраас хяналтын урсгалыг хариултын тууштай байдал, мэдээллийн дундаж зарцуулалтаар дүгнэх ёстой.

Телеметрийн эрэлт нь мессежийн хурдаас хамаарна

Телеметрид байрлал, хандлага, өндөр, батерейны байдал, навигацийн төлөв, номлолын явц, холбоосын чанар, ачааны эрүүл мэнд орно. Үндсэн тайланд 10-50 кбит/с ашиглаж болох бол газрын удирдлагын станцын урсгал нь ихэвчлэн 50-300 кбит/с багтдаг. Өндөр хурдтай оношилгоо, нарийвчилсан бүртгэл, хэд хэдэн ачаалал эсвэл олон нисэх онгоц нь нийт дүнг 1 Mbps буюу түүнээс дээш хурдасгах боломжтой.

Эрэлт нь мессежийн хэмжээ, давтамжаас хамаарна. Секундэд хэдэн арван удаа илгээсэн хандлагын өгөгдөл нь секундэд нэг удаа илгээсэн батерейны шинэчлэлтээс илүү их хүчин чадал зарцуулдаг. MAVLink нь мессежийн интервалыг өөрчлөх боломжийг олгож, чухал төлөвийн өгөгдлийг устгахгүйгээр чухал бус урсгалыг багасгахад тусалдаг.

Телеметрийг багасгах нь ялгаварлан гадуурхахын оронд сонгомол байх ёстой. Навигац, удирдлага эсвэл операторын мэдлэгийг дэмждэг өндөр давтамжийн өгөгдлийг хадгалах ёстой бөгөөд дахин давтагдах дибаг хийх мессежийг хэвийн ажиллагааны үед удаашруулж эсвэл идэвхгүй болгож болно. Энэ нь агаарын хөлгийн нөхцөл байдалд гарсан чухал өөрчлөлтийг нуухгүйгээр телеметрийн төсвийг үр ашигтай байлгадаг.

HD видео нь ихэвчлэн холбоосын хэмжээг тодорхойлдог

Шахсан видео нь UAV дата холбоосын зурвасын өргөний төсөвт ихэвчлэн давамгайлдаг. Ашигтай төлөвлөлтийн хүрээ нь 30 fps-д 720p-ийн хувьд ойролцоогоор 2-5 Mbps, 30 fps-д 1080p-ийн хувьд 4-12 Mbps, 60 fps-ийн 1080p-ийн хувьд 8-20 Mbps, шахсан 4K мониторингийн хувьд 15-40 Mbps байна. Бодит эрэлт хэрэгцээ нь кодлогч, фрэймийн хурд, хөдөлгөөн, зургийн дэлгэрэнгүй, бага гэрлийн дуу чимээ, түлхүүр фрэймийн интервал, кодлогчийн чанарын тохиргооноос хамаарч өөр өөр байдаг.

H.264 нь багцалсан видеонд өргөн хэрэглэгддэг бол H.265 нь тоног төхөөрөмж нэмэлт боловсруулалтын ачааллыг дэмждэг үед харьцуулж болохуйц чанарт шаардагдах битийн хурдыг бууруулж чаддаг. Нисэх онгоц навч, ус, барилга байгууламж эсвэл бусад нарийвчилсан хөдөлгөөн рүү эргэх үед хувьсах хурдны урсгал нэмэгдэж болно. Үйл ажиллагааны мониторингийн хувьд тогтвортой дундаж хурдтай тэжээл нь хамрах хүрээний ирмэг дээр хөлддөг хурц урсгалаас илүү ашигтай байдаг.

Эдгээр утгыг бүх нийтийн кодлогчийн тохиргоо биш харин төлөвлөлтийн муж гэж үзэх ёстой. Ижил нягтрал, фрэймийн хурдыг үйлдвэрлэдэг хоёр камер нь дүр зураг, шахалтын профайл, чанарын зорилтууд нь ялгаатай тул өөр өөр ачааллыг үүсгэж болно. Бодит урсгалыг хэмжих нь зөвхөн нягтралаар тооцоолохоос илүү найдвартай байдаг.

 

Бодит зурвасын өргөнийг хэрхэн төсөвлөх вэ

Нэг зэрэг ажиллах урсгал бүрийг нэмнэ үү

Энгийн томъёог ашиглана уу: шаардлагатай тогтвортой дамжуулах чадвар нь тасралтгүй урсгал, хүлээгдэж буй тэсрэлт, үйл ажиллагааны маржинтай тэнцүү байна. Хоёрдогч эсвэл дулааны видео, даацын командууд, мэдрэгчийн төлөв, хяналтын самбар, оношилгоо, газрын зураг, лог дамжуулалт зэрэг даалгаварын нэг үе шатанд идэвхтэй байгаа урсгал бүрийг тоол. Тэжээл газарт хүрсний дараа хуваарилалт хийгдээгүй тохиолдолд нэмэлт үзэгчид эсвэл нисэх онгоцууд замын хөдөлгөөнийг нэмэгдүүлж болзошгүй.

Зарим радио нь хоёр чиглэлийн хооронд хуваалцсан нийт хурдыг иш татдаг тул дээш болон доош холбоосыг тусад нь тооцоол. Утсан дээрх бичлэг нь файлуудыг шилжүүлэх хүртэл радио зурвасын өргөнийг зарцуулдаггүй, гэхдээ дараа нь татаж авах нь хурдаар хязгаарлагдахгүй бол холболтыг хангаж чадна. Ашиглалтын маржин нь кодлогчийн оргил, ачаалал, дахин дамжуулалт, өөрчлөлтийн модуляц, түр зуурын хөндлөнгийн оролцоог хамарсан байх ёстой.

Холын зайн нислэг, антенны чиглэлийг өөрчлөх, ачаалал ихтэй спектр эсвэл релений зам нь цэвэр талбайд ойрын зайн ажил хийхээс илүү их нөөц шаарддаг. Маржингийн зорилго нь тодорхойлолтыг хэтрүүлэхгүй байх явдал юм. Энэ нь номлолын хамгийн сул хүлээгдэж буй хэсэгт замын хөдөлгөөнийг тогтвортой байлгах явдал юм.

Нэг камертай UAV жишээгээр ажиллах

6 Mbps хурдтай 1080p H.264 дамжуулалт, автомат нисгэгч телеметрийн 0.1 Mbps, ачааллын төлөв болон тушаалын хувьд 0.05 Mbps, хяналтын самбар болон тасалдалтай оношилгооны хувьд 0.5-0.7 Mbps хурдыг авч үзье. Тасралтгүй ба дундаж ачаалал нь ойролцоогоор 6.7-6.9 Mbps байна. 3-5 Mbps нөөцийг нэмбэл програмын тогтвортой дамжуулах хурд нь ойролцоогоор 10-12 Мбит/с байх хамгийн бага зорилтыг өгдөг.

12 Mbps хурдтай сурталчилсан радио автоматаар хангалтгүй. Энэ нь төлөвлөсөн зай, өндөр, агаарын хөлгийн хандлага, сувгийн нөхцөл, хөдөлгөөний холимог зэрэгт энэ хурдыг хадгалах ёстой. Хоёрдахь камер нь өөрийн бүрэн дамжуулалтын хурдыг нэмдэг бол олон UAV нь хуваалцсан сүлжээний сегмент бүрт нэгтгэсэн тооцоолол шаарддаг.

Эдгээр мужууд нь эрт сонгоход ашигтай боловч хэмжилтийг орлохгүй. Бодит хөдөлгөөн, гэрэлтүүлгийн үед кодлогчийн бодит гаралтыг тэмдэглэж, дараа нь ажиглагдсан видео бус урсгалыг нэмнэ. Энэ нь холбоосыг бага хэмжээгээр багасгах, шаардлагагүй жин, эрчим хүчний хэрэгцээ эсвэл спектрийн багтаамжийг тээвэрлэхээс сэргийлдэг.

 

Нислэгийн явцад нэвтрүүлэх чадвар яагаад мэдээллийн хуудасны хурдаас доогуур байна вэ?

PHY хурдыг ашиглах боломжгүй UAV өгөгдлийн холболтын зурвасын өргөн

Сувгийн өргөн, физик давхаргын хурд, сүлжээний нэвтрүүлэх чадвар, програмын нэвтрүүлэх чадвар нь өөр өөр зүйлийг тодорхойлдог. Физик хэмжигдэхүүнд кодчилол, фрейм хийхэд зарцуулсан багтаамж багтдаг бол толгой хэсэг, шифрлэлт, алдаа засах, хүлээн зөвшөөрөх, дахин дамжуулах, чиглүүлэлт болон удирдлагын урсгал нь агаарын цагийг ашигладаг тул програмууд бага хүлээн авдаг. Тиймээс мэдээллийн хуудасны том дугаарыг камер болон нислэгийн хянагч ашиглах боломжтой зурвасын өргөн гэж үзэх боломжгүй.

Дасан зохицох радио нь дохионы чанар буурах тусам илүү бат бөх модуляц, кодчилол руу шилждэг. Энэ нь холболтыг хадгалах боловч дамжуулах чадварыг бууруулдаг бол дахин дамжуулахад нэмэлт цаг зарцуулж, буфер нь саатлыг нэмэгдүүлдэг. Тохиромжтой лабораторийн нөхцөлд хүрсэн хамгийн дээд хурдаас илүү даалгаврын хүрээн дэх тогтвортой хэмжсэн дамжуулах чадварыг харьцуул.

Хүрээ ба нисэх онгоцны хөдөлгөөн Мэдээллийн хурдыг өөрчилдөг

Онгоц хөдөлж байх үед дамжуулах чадвар өөрчлөгддөг. Зай, харааны шугам, Фреснелийн бүсийн цэвэрлэгээ, газрын антенны өндөр, туйлшрал, хөндлөнгийн оролцоо зэрэг нь дохионы чанарт нөлөөлдөг. Банк хийх эсвэл хазайх нь антенныг сул хэсэгт байрлуулж болох ба зай, карбон файбер, металл хийц, ачаалал нь замыг хааж болно.

Суудлын сандал дээр өөгүй видеог дамжуулах төхөөрөмж нь UAV эргэх, уруудах эсвэл маршрутынхаа хамгийн хол хэсэгт хүрэх үед тогтворгүй болж болзошгүй. Пакетийн алдагдал, чичиргээ, хоцролт, тасралтгүй дамжуулах чадварыг хэмжихийн зэрэгцээ эргэлт, өндрийн өөрчлөлт зэрэг жинхэнэ номлолын профайлыг туршиж үзээрэй. Холболт шаардлагатай хэвээр байгаа хамгийн сул нөхцөл байдлын талаар төлөвлө.

Хуваалцсан эфирийн цаг нь хүчин чадлыг улам бууруулдаг

Хоёр камер, хэд хэдэн UAV, олон үзэгчдэд зориулсан тусдаа unicast хангамж, эсвэл арын засвар үйлчилгээний ачаалал бүгд боломжтой эфирийн цагийг хуваадаг. Реле болон торон замууд нь хамрах хүрээг өргөтгөх боломжтой боловч дамжуулагдсан пакетууд нь нэгээс илүү хоп дээр радио нөөцийг зарцуулдаг. Тиймээс дотоод холбоос бүр эрүүл харагдаж байсан ч төгсгөл хүртэлх хүчин чадал буурч магадгүй юм.

Замын хөдөлгөөн хаана нийлж байгааг тодорхойлж, тухайн үеийн нийлмэл ачааллыг тооцоол. Зангилаа бүр гарчгийн бүрэн хэмжээг нэгэн зэрэг хүлээн авдаг гэж бүү бодоорой. Чиглэл, битийн хурдны шошго бүхий энгийн топологийн диаграм нь сүлжээний нийт дүнгээс илүү саад бэрхшээлийг илүү тодорхой харуулдаг.

 

Замын хөдөлгөөнийг хэрхэн эрэмбэлэх, мэдээллийн зөв холбоосыг сонгох

Хяналт эсвэл телеметрийн өмнө видеог бууруул

Холимог өгөгдлийн холбоос нь үйлчилгээний тодорхой дарааллыг шаарддаг: эхлээд нислэгийн командууд, дараа нь телеметрийн болон холбоосын эрүүл мэндийн талаархи чухал мессежүүд, аюулгүй байдалтай холбоотой ачааны командууд, шууд видео, эцэст нь бүртгэл эсвэл файл шилжүүлэг. Энэхүү шатлал нь харагдахуйц эрэлт хэрэгцээтэй урсгалыг өчүүхэн боловч чухал багцыг хойшлуулахаас сэргийлдэг. Мөн боломжит хүчин чадал буурах үед системийн үйл ажиллагааг урьдчилан таамаглах боломжтой болгодог.

Үйлчилгээний чанар, тусдаа дараалал, сонгох боломжтой үйлчилгээний тэргүүлэх чиглэл, тарифын хязгаарлалт нь ашиглагдаагүй оргил хүчин чадлаас илүү үнэ цэнэтэй юм. Тэдгээргүйгээр видео тасрах эсвэл файл татаж авах нь дундаж урсгал хүлээн зөвшөөрөгдөх боломжтой байсан ч дарааллыг дүүргэх боломжтой. Видео нь хамгийн их бит хурдтай байх ёстой бөгөөд нислэгийн үеэр арын дамжуулалтыг түр зогсоох эсвэл хязгаарлах ёстой.

Урьдчилан таамаглаж болохуйц видеоны доройтлын стратегийг тохируулна уу

Холбоосын хязгаар багасах тусам эхлээд бөөнөөр шилжүүлэхийг түр зогсоож, дараа нь видеоны битийн хурдыг бууруулж, фрэймийн хурдыг бууруулж, нягтралыг бууруулж, шаардлагатай бол хоёрдогч дамжуулалтыг идэвхгүй болгоно. Үндсэн хяналт ба телеметрийг RF-ийн холбоос дэмжиж чадах хугацаанд ашиглах боломжтой байх ёстой. Даалгаврын дарааллыг номлолын үеэр хийсвэрлэхээс өмнө байрлуулахаас өмнө тохируулах хэрэгтэй.

Тогтмол битийн хурд нь урьдчилан таамаглах боломжтой ачааллыг бий болгодог боловч энгийн үзэгдэлд багтаамжаа алдаж эсвэл нарийн төвөгтэй үед зургийн чанарыг бууруулдаг. Хувьсах битийн хурд нь боломжтой битүүдийг үр ашигтай ашигладаг боловч холбоосын хязгаарт ойрхон тэсрэлт үүсгэж болно. Тогтмол дээд хязгаар бүхий хязгаарлагдмал хувьсах битийн профайл нь ихэвчлэн ажиллах боломжтой буултыг бий болгодог.

Туршилт нь боломжтой нэвтрүүлэх чадварыг аажмаар бууруулах ёстой. Гэнэтийн салалт нь зөвхөн холбоос амжилтгүй болохыг нотолж байна; Энэ нь дараалал үүсэх, хоцролт нэмэгдэж, эсвэл кодлогч эхлээд дасан зохицох эсэхийг харуулахгүй. Видео саатал, командын хариу үйлдэл, телеметрийн тасралтгүй байдал, пакет алдагдлыг алхам бүр дээр тэмдэглэ.

Бүтээгдэхүүний техникийн үзүүлэлтүүдийг эрхэм зорилгод нийцүүлэх

Хөдөлгөөний төсөв тодорхой болмогц хүрээний тогтвортой дамжуулах чадвар, дээш болон доош холболтын хүчин чадал, ачааллын үеийн хоцролт, QoS, интерфейс, сувгийн тохиргоо, антенны зохион байгуулалт, агаарын масс, эрчим хүчний хэрэглээ, дулааны хэрэгцээ зэргийг харьцуулна уу. IP, HDMI, SDI эсвэл CVBS-ээр дамжуулан видео орох үед хяналтын өгөгдөл цуваа эсвэл Ethernet-ээр дамжин ирж болзошгүй тул интерфейсийн нийцтэй байдал чухал юм. Олон хөрвүүлэгч шаардлагатай хурдан модем нь утас, саатал, жин, эвдрэлийн цэгүүдийг нэмж болно.

WDS Mesh DDLmesh агаарын цуврал дэмждэг UAV дата холболтын зурвасын өргөнийг тохируулах боломжтой . Холимог видео болон өгөгдлийн урсгалд зориулсан Боломжтой боломжууд нь 20 МГц-т 1-70 Мбит/с өргөн зурвасын ажиллагаа, 50-1000 кбит/с дасан зохицох нарийн зурвасын ажиллагаа, QoS, үйлчилгээний тэргүүлэх чиглэл, ил тод Ethernet болон цуваа дамжуулалт, MAVLink-ийн дэмжлэг, 1.25-аас 20 МГц хүртэл тохируулах өргөн зурвасын сувгийн өргөн, цэгээс жижиг, олон цэгт горим. Видео болон өгөгдлийн нэгэн зэрэг интерфэйс нь нислэгийн удирдлага, ачаалал, байрлал тогтоох, дуу хоолой, камерын урсгалыг агаарын нэг холбооны системийг хуваалцах боломжийг олгодог.

Эдгээр чадварууд нь зөвхөн эхлэлийн цэг юм. Онгоцыг төлөөлөх зай, чиг баримжаагаар хөдөлж байх үед сонгосон тохиргоог төлөвлөсөн урсгал бүрийг идэвхжүүлж баталгаажуулна уу. Програмын нэвтрүүлэх чадвар, чиглэлийн тусгай хэрэглээ, дохионы чанар, хоцролт, чичиргээ, пакет алдагдах, кодлогчийн үйлдлийг бүртгэж, видеоны чанар буурахаас өмнө хяналт болон телеметрийг ашиглах боломжтой хэвээр байна.

 

Дүгнэлт

Хяналт ба телеметр нь ихэвчлэн HD видеоноос хамаагүй бага хүчин чадал шаарддаг боловч илүү өндөр ач холбогдол, илүү тогтвортой хүргэхийг шаарддаг. Тиймээс UAV-ийн өгөгдлийн холбоосын зурвасын өргөнийг бодит зорилтот зорилт нь програмын бодит нэвтрүүлэх чадвар, нэгэн зэрэг урсгал, үйл ажиллагааны хүрээ, хөндлөнгийн оролцоо, битийн хурдны өсөлт эсвэл сул холбоосын нөхцлүүдэд хангалттай хэмжээгээр тусгах ёстой.

Shenzhen Sinosun Technology Co., Ltd нь видео, телеметр, хоёр чиглэлтэй өгөгдөл дамжуулахыг замын хөдөлгөөний тэргүүлэх чиглэл, дасан зохицох боломжтой сүлжээний функцуудтай хослуулсан DDLmesh агаарын дата холбоосыг санал болгодог. Эдгээр чадварыг хэмжсэн номлолын төсөвтэй тааруулах нь системийн интеграцийг хялбаршуулахын зэрэгцээ видеоны чанарыг тохируулах үед чухал тушаалуудыг ашиглах боломжтой хэвээр байлгахад тусална.

 

Түгээмэл асуулт

А: 1080p видеонд UAV дата холболтын зурвасын өргөн шаардлагатай юу?

Х: Шахсан 1080p дамжуулалт нь ихэвчлэн 30 fps-д 4-12 Mbps шаардлагатай. Телеметр, хяналтын урсгал, протоколын нэмэлт зардал, үйл ажиллагааны маржин зэргийг тусад нь нэмэх хэрэгтэй.

А: UAV удирдлага болон телеметрийн дохионууд хэр их зурвасын өргөн ашигладаг вэ?

Х: Удирдлагын командуудад ойролцоогоор 5-100 кбит/с шаардлагатай байдаг бол ердийн телеметрийн хувьд ихэвчлэн 10-300 кбит/с ашигладаг. Найдвартай байдал, хоцрогдол, мессежийн давтамж нь түүхий багтаамжаас илүү чухал юм.

А: Нэг UAV өгөгдлийн холбоос нь удирдлага, телеметр, видеог тээвэрлэж чадах уу?

Хариулт: Тиймээ, холбоос нь хангалттай тогтвортой дамжуулах чадвар, замын хөдөлгөөний тэргүүлэх чиглэлийг санал болгодог. Видео эрэлт боломжит хүчин чадалд ойртох үед хяналт болон чухал телеметрийг тэргүүлэх ач холбогдол өгөх ёстой.

Асуулт: Ашиглах боломжтой өгөгдөл дамжуулах чадвар яагаад сурталчилсан хэмжээнээс доогуур байна вэ?

Х: Протоколын толгой хэсэг, шифрлэлт, алдаа засах, хүлээн зөвшөөрөх, дахин дамжуулах, дохионы сул нөхцөл байдал нь камер, нислэгийн хянагч болон ачааллын програмуудад ашиглах боломжтой зурвасын өргөнийг бууруулдаг.

А: UAV холбооны хүрээ нь боломжтой зурвасын өргөнд нөлөөлдөг үү?

Х: Тийм ээ. Холын зай, хөндлөнгийн оролцоо, антенны буруу байрлал, агаарын хөлгийн хөдөлгөөн, саад бэрхшээл зэргээс шалтгаалан нэвтрүүлэх чадвар ихэвчлэн буурдаг. Дамжуулах зурвасын төлөвлөлт нь нислэгийн хүлээгдэж буй хамгийн сул хэсгийг тусгах ёстой.