Kiungo cha Data ya UAV Kinahitaji Bandwid Ngapi kwa Udhibiti, Telemetry na Video ya HD?

UAV inaweza kujibu amri kwenye mtiririko mdogo wa data lakini ikapoteza video inayoweza kutumika wakati kiungo cha redio kinapopakiwa kupita kiasi. Tofauti hiyo hufanya upangaji wa kipimo data kuwa mgumu zaidi kuliko kuchagua modemu kwa kiwango cha kilele kinachotangazwa. Udhibiti, telemetry, na video ya HD huweka mahitaji tofauti sana kwenye muunganisho sawa.

Swali kuu ni utulivu kiasi gani UAV data link bandwidth ndege inaweza kudumisha wakati wa safari halisi. Sehemu zilizo hapa chini zinalinganisha kila aina ya trafiki, tengeneza bajeti ya kipimo data, na kuonyesha jinsi ya kulinda udhibiti na telemetry mahitaji ya video yanapoongezeka.

 

Kiasi Gani Bandwidth Kila UAV Data Stream Hutumia

Amri za Kudhibiti Zinahitaji Uwezo Kidogo lakini Uwasilishaji wa Haraka

Ingizo za majaribio, mabadiliko ya hali ya ndege, masasisho ya njia, maagizo ya kurudi nyumbani, harakati za gimbal, na vichochezi vya upakiaji zote ni ujumbe mdogo. Posho ya upangaji wa vitendo ni takriban 5-100 kbps, ikijumuisha shukrani na malipo ya itifaki. Utendaji duni wa udhibiti kwa kawaida hutokana na muda wa kusubiri, mshtuko, kupoteza pakiti, au msongamano wa foleni badala ya ukosefu wa uwezo ghafi.

Kiunganishi bado kinahitaji uwezo uliolindwa kwa sababu trafiki nyingi za UAV za kiwango cha juu husafiri kwenda kinyume. Kiungo kinaweza kuwa na nafasi ya kutosha ya kupunguza video lakini acha vifurushi vya udhibiti visubiri nyuma ya trafiki nyingine. Data ya amri kwa hivyo inapaswa kupokea kipaumbele kilichohifadhiwa wakati programu nyingi zinashiriki redio moja.

Bandwidth pia haiwezi kutathminiwa bila kuzingatia muda wa amri. Maagizo yaliyocheleweshwa ya upakiaji yanaweza kuwa ya kutatiza, ilhali kucheleweshwa kwa hali ya ndege au amri ya urejeshi inaweza kuathiri misheni mara moja. Kwa sababu hiyo, trafiki ya udhibiti inapaswa kuhukumiwa kwa uwiano wa majibu pamoja na wastani wa matumizi ya data.

Mahitaji ya Telemetry Inategemea Kiwango cha Ujumbe

Telemetry inajumuisha nafasi, mtazamo, urefu, hali ya betri, hali ya kusogeza, maendeleo ya dhamira, ubora wa kiungo na afya ya upakiaji. Kuripoti msingi kunaweza kutumia 10-50 kbps, wakati mkondo wa kawaida wa kituo cha kudhibiti kwa kawaida hutoshea ndani ya kbps 50-300. Uchunguzi wa kiwango cha juu, kumbukumbu za kina, mizigo kadhaa, au ndege nyingi zinaweza kusukuma jumla hadi Mbps 1 au zaidi.

Mahitaji hutegemea ukubwa wa ujumbe na marudio. Data ya mtazamo inayotumwa mara kadhaa kwa sekunde hutumia uwezo zaidi kuliko sasisho la betri linalotumwa mara moja kwa sekunde. MAVLink inaruhusu vipindi vya ujumbe binafsi kubadilishwa, na kusaidia timu kupunguza trafiki isiyo ya lazima bila kuondoa data muhimu ya hali.

Kupunguza telemetry kunapaswa kuchagua badala ya kutobagua. Data ya masafa ya juu inayoauni urambazaji, udhibiti au ufahamu wa opereta inapaswa kuhifadhiwa, huku ujumbe wa utatuzi unaorudiwa unaweza kupunguzwa au kuzimwa wakati wa operesheni ya kawaida. Hii huweka bajeti ya telemetry kwa ufanisi bila kuficha mabadiliko muhimu katika hali ya ndege.

Video ya HD Kawaida Huamua Ukubwa wa Kiungo

Video iliyobanwa kwa kawaida hutawala bajeti ya kipimo data cha UAV. Masafa ya upangaji muhimu ni takriban Mbps 2–5 kwa 720p kwa ramprogrammen 30, Mbps 4–12 kwa 1080p kwa ramprogrammen 30, Mbps 8–20 kwa 1080p kwa ramprogrammen 60, na Mbps 15–40 kwa ufuatiliaji wa 4K uliobanwa. Mahitaji halisi yanatofautiana kulingana na kodeki, kasi ya fremu, mwendo, maelezo ya picha, kelele yenye mwanga mdogo, muda wa fremu muhimu na mipangilio ya ubora wa kisimbaji.

H.264 inatumika sana kwa video iliyopakiwa, ilhali H.265 inaweza kupunguza kasi ya biti inayohitajika kwa ubora kulinganishwa wakati kifaa kinakubali mzigo wa ziada wa uchakataji. Mitiririko ya biti inayobadilika-badilika inaweza pia kuongezeka wakati ndege inapogeuka kuelekea majani, maji, majengo, au mwendo mwingine wa kina. Kwa ufuatiliaji wa uendeshaji, mpasho thabiti wa kasi ya wastani kwa kawaida ni muhimu zaidi kuliko mkondo mkali unaoganda karibu na ukingo wa chanjo.

Thamani hizi zinapaswa kuchukuliwa kama safu za kupanga, sio mipangilio ya programu ya kusimba ya ulimwengu wote. Kamera mbili zinazozalisha azimio sawa na kasi ya fremu zinaweza kutoa mizigo tofauti kwa sababu matukio, wasifu wa mbano na shabaha zao za ubora hutofautiana. Kupima mtiririko halisi kunaaminika zaidi kuliko kukadiria kutoka kwa mwonekano pekee.

 

Jinsi ya Kuunda Bajeti ya Uhalisia ya Bandwidth

Ongeza Kila Mtiririko Utakaoendeshwa kwa Wakati Uleule

Tumia fomula rahisi: upitishaji thabiti unaohitajika ni sawa na trafiki inayoendelea, milipuko inayotarajiwa na ukingo wa uendeshaji. Hesabu kila mtiririko unaotumika katika awamu sawa ya misheni, ikijumuisha video ya pili au ya joto, amri za upakiaji, hali ya kihisi, dashibodi, uchunguzi, ramani na uhamishaji kumbukumbu. Watazamaji wa ziada au ndege zinaweza kuzidisha trafiki isipokuwa usambazaji ufanyike baada ya mipasho kufika chini.

Kokotoa kiungo cha juu na cha chini kando kwa sababu baadhi ya redio hunukuu kiwango cha jumla kilichoshirikiwa kati ya pande zote mbili. Kurekodi kwenye ubao hakutumii kipimo data cha redio hadi faili zihamishwe, lakini upakuaji wa baadaye unaweza kujaza muunganisho isipokuwa kama umedhibitiwa. Ukingo wa uendeshaji unapaswa kufunika vilele vya kusimba, juu ya kichwa, utumaji upya, kubadilisha uwekaji sauti na mwingiliano wa muda.

Safari ya ndege ya masafa marefu, kubadilisha mwelekeo wa antena, masafa yenye msongamano, au njia za relay zinahitaji hifadhi zaidi kuliko kazi ya masafa mafupi katika uwanja safi. Madhumuni ya ukingo sio kuongeza vipimo. Ni kuweka trafiki muhimu kuwa thabiti wakati wa sehemu dhaifu inayotarajiwa ya misheni.

Fanya kazi Kupitia Mfano wa UAV wa Kamera Moja

Zingatia mtiririko mmoja wa 1080p H.264 kwa 6 Mbps, 0.1 Mbps ya telemetry ya otomatiki, Mbps 0.05 kwa hali na amri za upakiaji, na 0.5–0.7 Mbps kwa dashibodi na uchunguzi wa mara kwa mara. Mzigo unaoendelea na wa wastani ni kuhusu 6.7-6.9 Mbps. Kuongeza Mbps 3–5 za akiba kunatoa lengo la busara la takriban Mbps 10–12 za upitishaji wa programu thabiti.

Redio inayotangazwa kwa 12 Mbps haitoshi kiotomatiki. Ni lazima idumishe kiwango hicho katika umbali unaokusudiwa, mwinuko, mtazamo wa ndege, hali ya njia na mchanganyiko wa trafiki. Kamera ya pili huongeza biti yake kamili ya mtiririko, huku UAV nyingi zinahitaji hesabu ya jumla kwa kila sehemu ya mtandao inayoshirikiwa.

Masafa haya ni muhimu kwa uteuzi wa mapema, lakini hayabadilishi kipimo. Rekodi pato halisi la programu ya kusimba wakati wa mwendo na mwangaza halisi, kisha uongeze trafiki isiyo ya video inayoonekana. Hii inazuia kupunguza ukubwa wa kiungo na kubeba uzito usio wa lazima, mahitaji ya nishati au uwezo wa wigo.

 

Kwa nini Upitishaji wa Ndani ya Ndege uko Chini kuliko Kiwango cha Laha ya Data

Kiwango cha PHY Haitumiki Bandwidth ya Kiungo cha Data ya UAV

Upana wa kituo, kiwango cha safu-halisi, upitishaji wa mtandao na upitishaji wa programu hufafanua mambo tofauti. Kiwango halisi kinajumuisha uwezo unaotumiwa na usimbaji na uundaji, huku programu zikipokea kidogo kwa sababu vichwa, usimbaji fiche, urekebishaji wa makosa, shukrani, utumaji upya, uelekezaji na udhibiti wa matumizi ya muda wa maongezi ya trafiki. Nambari kubwa ya hifadhidata kwa hivyo haiwezi kuchukuliwa kama kipimo data kinachopatikana kwa kamera na kidhibiti cha ndege.

Redio zinazojirekebisha pia huhamia kwenye urekebishaji na usimbaji thabiti zaidi kadiri ubora wa mawimbi unavyoshuka. Hiyo huhifadhi muunganisho lakini inapunguza matumizi, huku utumaji upya hutumia muda wa ziada wa hewani na uakibishaji huongeza kuchelewa. Linganisha upitishaji uliopimwa thabiti katika anuwai ya misheni badala ya kiwango cha juu kinachopatikana chini ya hali bora za maabara.

Masafa na Mwendo wa Ndege Badilisha Kiwango cha Data

Mabadiliko ya njia ya ndege kadiri ndege inavyosonga. Umbali, mstari wa kuona, kibali cha Fresnel-zone, urefu wa antena ya ardhini, ubaguzi, na kuingiliwa vyote huathiri ubora wa mawimbi. Benki au miayo inaweza kuweka antena katika sehemu dhaifu ya muundo wake, wakati betri, nyuzi za kaboni, miundo ya chuma, au mizigo inaweza kuzuia njia.

Mipangilio ambayo hubeba video isiyo na dosari kwenye benchi inaweza kutokuwa dhabiti UAV inapogeuka, kushuka, au kufika sehemu ya mbali zaidi ya njia yake. Jaribu wasifu halisi wa dhamira, ikijumuisha zamu na mabadiliko ya mwinuko, huku ukipima upotevu wa pakiti, msukosuko, muda wa kusubiri na matokeo endelevu. Panga karibu na hali dhaifu ambayo unganisho bado unahitajika.

Muda wa Maongezi wa Pamoja Unapunguza Uwezo Zaidi

Kamera mbili, UAV kadhaa, milisho ya unicast tofauti kwa watazamaji wengi, au trafiki ya matengenezo ya chinichini zote zinagawanya muda wa maongezi unaopatikana. Njia za relay na wavu zinaweza kupanua utangazaji, lakini pakiti zinazosambazwa hutumia rasilimali za redio kwenye zaidi ya miruko moja. Kwa hivyo uwezo wa kuanzia-mwisho hadi mwisho unaweza kupungua hata wakati kila kiungo cha karibu kinaonekana kuwa na afya.

Tambua mahali ambapo trafiki hukutana na ukokote mzigo uliojumuishwa katika hatua hiyo. Usidhani kwamba kila nodi inapokea kiwango kamili cha kichwa cha habari kwa wakati mmoja. Mchoro rahisi wa topolojia ulio na mwelekeo na lebo za biti mara nyingi hufichua vikwazo kwa uwazi zaidi kuliko jumla moja ya mtandao mzima.

 

Jinsi ya Kutanguliza Trafiki na Chagua Kiungo cha Data Sahihi

Fanya Video Iharibike Kabla ya Kudhibiti au Telemetry

Kiungo cha data mchanganyiko kinahitaji utaratibu wazi wa huduma: amri za ndege kwanza, zikifuatiwa na ujumbe muhimu wa telemetry na kiungo- afya, amri za upakiaji zinazohusiana na usalama, video ya moja kwa moja, na hatimaye kumbukumbu au uhamisho wa faili. Daraja hili huzuia mtiririko unaoonekana kuchelewesha pakiti ndogo lakini muhimu. Pia hufanya tabia ya mfumo kutabirika wakati uwezo unaopatikana unapopungua.

Ubora wa Huduma, foleni tofauti, kipaumbele cha huduma kinachoweza kuchaguliwa, na viwango vya viwango ni vya thamani zaidi kuliko uwezo wa kilele ambao haujatumika pekee. Bila wao, kupasuka kwa video au kupakua faili kunaweza kujaza foleni hata wakati trafiki wastani inaonekana kukubalika. Video inapaswa kuwa na kasi ya juu zaidi ya biti, na uhamishaji wa chinichini unapaswa kusitishwa au kupunguzwa wakati wa kukimbia.

Weka Mkakati Unaotabirika wa Uharibifu wa Video

Upeo wa kiungo unapopungua, sitisha uhamishaji mwingi kwanza, kisha upunguze kasi ya biti ya video, punguza kasi ya fremu, punguza ubora na uzime mtiririko wa pili ikihitajika. Udhibiti muhimu na telemetry inapaswa kubaki inapatikana kwa muda mrefu kama kiungo cha RF kinaweza kuzisaidia. Mfululizo unapaswa kusanidiwa kabla ya kupelekwa badala ya kuboreshwa wakati wa misheni.

Kasi ya biti ya mara kwa mara huunda mzigo unaotabirika lakini inaweza kupoteza uwezo wake katika matukio rahisi au kupunguza ubora wa picha katika matukio changamano. Biti inayobadilika hutumia biti zinazopatikana kwa ufanisi lakini inaweza kutoa milipuko karibu na kikomo cha viungo. Wasifu uliozuiliwa wa kutofautiana-bitrate na upeo thabiti mara nyingi hutoa maelewano yanayoweza kutekelezeka.

Upimaji unapaswa kupunguza upitishaji unaopatikana hatua kwa hatua. Kukatwa kwa ghafla kunathibitisha tu kwamba kiungo kinaweza kushindwa; haionyeshi ikiwa foleni huongezeka, muda wa kusubiri hupanda, au programu ya kusimba inajirekebisha kwanza. Rekodi ucheleweshaji wa video, jibu la amri, mwendelezo wa telemetry, na upotezaji wa pakiti kwa kila hatua.

Linganisha Maelezo ya Bidhaa na Bajeti ya Misheni

Mara tu bajeti ya trafiki inapojulikana, linganisha upitishaji thabiti katika anuwai, uwezo wa kuinua na kushuka, utulivu chini ya mzigo, QoS, miingiliano, mipangilio ya chaneli, mpangilio wa antena, wingi wa hewa, kuchora nguvu, na mahitaji ya joto. Uoanifu wa kiolesura ni muhimu kwa sababu data ya udhibiti inaweza kufika kwa njia ya mfululizo au Ethaneti huku video ikiingia kupitia IP, HDMI, SDI, au CVBS. Modem ya haraka inayohitaji vigeuzi vingi inaweza kuongeza nyaya, kuchelewa, uzito na pointi za kushindwa.

Mfululizo wa WDS Mesh DDLmesh hewani inasaidia kipimo data cha kiungo cha data cha UAV kinachoweza kusanidiwa kwa video mchanganyiko na trafiki ya data. Uwezo unaopatikana ni pamoja na uendeshaji wa Broadband 1–70 kwa 20 MHz, 50–1000 kbps uendeshaji wa bendi nyembamba, QoS, kipaumbele cha huduma inayoweza kuchaguliwa, Ethaneti ya uwazi na usafiri wa serial, usaidizi wa MAVLink, upana wa chaneli zinazoweza kusanidiwa kutoka 1.25 hadi 20 MHz, na hatua kwa hatua, hatua kwa hatua, hatua kwa hatua. Violesura vya video na data kwa wakati mmoja pia huruhusu udhibiti wa ndege, upakiaji, nafasi, sauti na trafiki ya kamera kushiriki mfumo mmoja wa mawasiliano wa angani.

Uwezo huu ni mwanzo tu. Thibitisha usanidi uliochaguliwa kwa kila mtiririko unaokusudiwa ukiwa hai wakati ndege inasonga kupitia umbali wakilishi na mielekeo. Upitishaji wa programu katika logi, utumiaji mahususi, ubora wa mawimbi, muda wa kusubiri, msisimko, upotevu wa pakiti na tabia ya kusimba ili kuthibitisha kwamba udhibiti na telemetry zitasalia kutumika kabla ya ubora wa video kuporomoka.

 

Hitimisho

Udhibiti na telemetry kwa kawaida huhitaji uwezo mdogo sana kuliko video ya HD, lakini zinahitaji kipaumbele cha juu na uwasilishaji thabiti zaidi. Lengo la kiunganishi la data la UAV kwa hivyo linafaa kuakisi upitishaji halisi wa programu, trafiki ya wakati mmoja, masafa ya uendeshaji, mwingiliano, na ukingo wa kutosha kwa miindo ya kasi ya biti au hali dhaifu za kiungo.

Shenzhen Sinosun Technology Co., Ltd. inatoa viungo vya data vya DDLmesh vya anga ambavyo vinachanganya video, telemetry, na uwasilishaji wa data wa pande mbili na vipengele vya kipaumbele vya trafiki na vya mtandao vinavyoweza kubadilika. Kulinganisha uwezo huo na bajeti iliyopimwa ya dhamira kunaweza kurahisisha ujumuishaji wa mfumo huku ikisaidia amri muhimu kubaki zinapatikana kadiri ubora wa video unavyobadilika.

 

Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara

Swali: Ni kiasi gani cha kipimo data cha kiungo cha UAV kinahitajika kwa video ya 1080p?

A: Mtiririko uliobanwa wa 1080p kwa kawaida huhitaji Mbps 4–12 kwa ramprogrammen 30. Telemetry, trafiki ya udhibiti, juu ya itifaki, na ukingo wa uendeshaji unapaswa kuongezwa kando.

Swali: Je, udhibiti wa UAV na ishara za telemetry hutumia kiasi gani cha bandwidth?

J: Amri za udhibiti zinaweza kuhitaji takriban kbps 5–100, wakati telemetry ya kawaida kwa kawaida hutumia 10–300 kbps. Kuegemea, muda wa kusubiri, na marudio ya ujumbe ni muhimu zaidi kuliko uwezo mbichi.

Swali: Je, kiungo kimoja cha data cha UAV kinaweza kubeba udhibiti, telemetry, na video?

Jibu: Ndiyo, mradi kiungo kinatoa matokeo thabiti ya kutosha na vipaumbele vya trafiki. Udhibiti na telemetry muhimu inapaswa kupokea kipaumbele wakati mahitaji ya video yanapokaribia uwezo unaopatikana.

Swali: Kwa nini upitishaji wa kiungo cha data kinachoweza kutumika ni cha chini kuliko kiwango kilichotangazwa?

J: Vijajuu vya itifaki, usimbaji fiche, urekebishaji wa hitilafu, ukiri, utumaji upya na hali dhaifu za mawimbi hupunguza kipimo data kinachopatikana kwa kamera, vidhibiti vya ndege na programu za upakiaji.

Swali: Je, masafa ya mawasiliano ya UAV yanaathiri kipimo data kinachopatikana?

A: Ndiyo. Upitishaji mara nyingi hupungua kwa umbali, usumbufu, mpangilio wa antena, harakati za ndege na vizuizi. Upangaji wa kipimo cha data unapaswa kuonyesha sehemu dhaifu inayotarajiwa ya safari ya ndege.