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标题: 0.2秒延迟数字图传，全开源，成本只需要lightbridge的1/20 [打印本页]

作者: task00 时间: 2015-2-11 01:13
标题: 0.2秒延迟数字图传，全开源，成本只需要lightbridge的1/20
本帖最后由 task00 于 2015-2-24 02:35 编辑

准备春节期间优化代码，后面放出飞控扩展板
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［更新1 系统架构说明：基于树莓派的数字FPV图传］
数字图传是采用数字图像编码解码的方式来传输图像，与目前普遍采用的UHF波段AV信号相比，具有低功耗，更容易远距离传输等优势。但是数字图传的设备设计相比模拟图传复杂程度高太多，所以并不容易找到适合DIY方式实现的办法。

目前专业市场使用的1ms延迟图传，使用的估计是多路并行的暴力方式，把未经视频编码的显示信号进行传输。实际最终的延迟估计在5ms左右，但是设备的传输距离很短，一般在50m以内。因为这种图传的发射带宽很高，所以均峰值比很大，很难做出经济的功放，所以只能作为一种特定的应用。

DJI的Lightbridge图传，估计使用的是微窝方案，实现了OFDM高带宽传输，另外使用TI的DSP来进行视频编码，所以单机价格很高。一般LB图传延迟在iOS客户端的延迟在300ms左右，因为OFDM猫经过发射机集成的linux系统，实现网络驱动接口，然后通过Linux内核通过USB与iOS进行通讯，中间经过多次的内核调度管理，所以无法提高。（以上分析均属猜测）

硬件选型
如何在现有的成品硬件市场定制一套适合FPV食用的数字图传，目前最好的方案是用树莓派单板机，加上ubnt的airMax Wi-Fi设备来实现。

目前嵌入式H.264编码最便宜的解决方案，大多使用TI的Davinci实现，估计LB也是，但是TI产品线开发时间比较老，而且主要面对工业领域。博通和高通两家手机芯片厂，有很多性能强大的手机芯片产品，当然最近也有国内的全志和海斯，不过这些芯片的开发大多只面向大批量客户，并不对个人开发或者开源社区开发自己的资料和样品采购，所以都被束之高阁。

树莓派是一款很老的博通手机芯片，当初是出于教育目的，为少年用户提供低成本的计算机科学学习平台（不是什么电脑操作教育，国内小学学用windows简直是扯淡）。但是这个芯片内有GPU和H.264硬编码功能，加之海量生产和成熟的开源软件积累（3年时间），所以在功能上，软件开发深度上，都具有其他开源硬件无法替代的优势

用树莓派和树莓派官方的5MP数字摄像头，可以采集1080p图像，码流可以设定1-4Mbps左右，H.264 profile有3种选择。通过精细测试树莓派的摄像头工作参数，可以找到适合的视频码流，甚至用脚本做jpeg间隔采集。

要手工实现采集过程，所有的软件设置需要一定Linux使用经验和网络配置经验。
［各位请google之］

有了采集和编码方案，后面需要的就是传输方案。

Wi-Fi网卡是可选的选择，当然定制的软件无线电模块，或者其他COFDM模块也可以，但是都贵。网卡芯片的开发，都是各个公司投入家底花大价钱做的，体系结构之庞大，生产工艺之先进，都是当时顶尖的水平。民用无线电收发设备，比如Wi-Fi的应用，为何不能非常稳定呢。原因其一，是使用的频段。频段是无线电工作时候需要占用的频率空间。拿夜里通过海峡的货轮做比喻（没有无线电的时代），如果海峡的调度岗通过灯光来接受货轮的请求，那么每个货轮都更希望用更强的光束与调度进行联系。如果每个货轮都加大自己的灯光，那么海峡马上就会变得亮如白昼，无法分辨光束的闪烁。无线电信号也是一样，信号会被占用过度导致无法识别。频率或者频段，是根据无线电波长的传输特性来对应用进行区分的。可以把不同的频率，想想成不同颜色的灯光。
目前Wi-Fi使用的频率，有2.4G和5.7G两个部分，具体的频段细节，由于国家地区的不同有所区别。网卡厂商为了节约制造成本，Wi-Fi芯片具有很宽的工作频率范围和功率可调范围，但是这些可调参数并不公开，以免对自己产品的销售产生管制影响。这些调整参数可以背反向工程破解出来，比如Atheros某些芯片组可以工作在2.3G波段，900M波段，甚至3-6G波段。而网卡的发射功率，也可以通过驱动调整，一般产品遵循FCC标准，天线发射等效功率不得大于某个值，但在驱动配置文件中修改地区，就可以得到更大的功率，而无序修改硬件。

Atheros芯片估计是设计最优秀的，为了解决Wi-Fi网络传输距离的问题，ubnt公司有一系列网桥产品，估计很适合FPV应用。举个例子，驾校路考需要实时全程监视车内外视频，如今的视频采集和传输方案，用ubnt可以轻松通过一个AP带10－20台车，几个扇区天线解决死角。ubnt网卡的秘诀在于，它通过tdma方式利用mac层，而不是为了节省成本和提高兼容性的侦听无占用后才发射的ca方式。ubnt产品，一对网桥价格在1000元左右，通过airMax方式对一对树莓派和地台进行网桥链接，完全是透明的IP访问方式，非常便捷。另外uBnt产品支持在网桥功能外在本地创建AP，所以一个FPV源拖20个接受台，或者20个FPV源对一个主机台，可以在价格和性能上非常方便的满足要求。另外，ubnt产品自带20db的小锅（160-190mm直径），性能参数随便就是10-25km。

有了图像采集端，无线链路，剩下的就是用户端了。
建议不要用树莓派做接收，因为h.264编码是硬件，但是解码是GPU，延迟在大约80ms左右。加上发生端的150ms视频压缩延迟，还有网络延迟，整个链路延迟就会增加到300ms。解决办法是用i5级别活着以上的pc笔记本。在地台上运行MissionPlanner，同时通过ubnt网桥连接FPV视频流，并且通过OSD方式显示，是开源FPV目前最容易接受的方式

最终的运行截图，瞄一眼：
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上面篇幅介绍了使用硬件的特性和性能期望，后面节后物流恢复后，将开始设备采购和测试。

为了让不懂linux的用户，可以直接使用调试好的硬件，还需要很长的路要走。等3月中估计完成初期的场地测试，将考虑开发ubnt类似原理的PFV网络FPV集成产品。

作者: 雉水野鹤 时间: 2015-2-11 01:29
坐在沙放上，翘着二郎腿，捧一杯香茶，期待。

作者: 此人无名 时间: 2015-2-11 01:29
顶一个，持续关注

作者: jiboqian 时间: 2015-2-11 01:31
严重期待~

作者: aguiluo001 时间: 2015-2-11 01:32
卧槽，抢个板凳前排围观

作者: kitten71971 时间: 2015-2-11 01:43
不能不顶，平民级消费

作者: iloveduck2001 时间: 2015-2-11 01:45
这个必须要丁丁

作者: xujuntc 时间: 2015-2-11 01:54
数字图传意思是 hdmi的？

作者: n3wjsi84 时间: 2015-2-11 01:58

记号围观等更新

作者: snowynight 时间: 2015-2-11 01:59

不管成不成，都要支持一下

作者: enbm860 时间: 2015-2-11 02:46
期待.....

作者: long0001 时间: 2015-2-11 08:06
火钳流明

作者: wdl67 时间: 2015-2-11 08:06

, 支持.

作者: fangxiwei 时间: 2015-2-11 08:08

作者: xxx666 时间: 2015-2-11 08:08
顶贴。

作者: yfai28 时间: 2015-2-11 08:12

作者: 米奇生活 时间: 2015-2-11 08:13
技术贴，绝对支持

作者: 去远方 时间: 2015-2-11 08:20
技术贴，顶

作者: ehvclry 时间: 2015-2-11 08:42
用树莓派开发的？

作者: 我的fans7 时间: 2015-2-11 08:42
看到楼主用的是树莓派的板子了。。。。。。

作者: ehvclry 时间: 2015-2-11 08:44
哦，，树莓派做的地面端？

作者: lxs1029 时间: 2015-2-11 08:44
过年了，等好菜上来

作者: 李江南 时间: 2015-2-11 08:50
坐等成品 20分之一就是不到400呗

作者: xd123 时间: 2015-2-11 08:55
围观

作者: 网上无美女 时间: 2015-2-11 08:55
这个必须顶

作者: wcj3445 时间: 2015-2-11 08:57
期待

作者: yehk 时间: 2015-2-11 08:57

留个记号

作者: luopeixuan 时间: 2015-2-11 09:04
太强大了！

作者: hangzhou163 时间: 2015-2-11 09:05

作者: leixun518 时间: 2015-2-11 09:06
树莓派

作者: saintxu 时间: 2015-2-11 09:07
兄弟，你真的开始搞了。要通知我。

作者: 08060428 时间: 2015-2-11 09:12
火钳刘明！

作者: mkc 时间: 2015-2-11 09:12
造富于民

作者: pt-26 时间: 2015-2-11 09:14
技术指标，发来看看。

作者: 吖蔡 时间: 2015-2-11 09:17

作者: AIbluecapf 时间: 2015-2-11 09:20
期待得很

作者: 大美宾阳 时间: 2015-2-11 09:23
成本不到400 到时发售价也不扉啊

作者: cisforcer 时间: 2015-2-11 09:24
楼主逆天啊啊啊

作者: 老忽悠 时间: 2015-2-11 09:26
强烈支持

作者: wxjzy 时间: 2015-2-11 09:28
有意思嘿

作者: keyzheng 时间: 2015-2-11 09:34
这要是成了，造福模友

作者: csliaw 时间: 2015-2-11 09:35
支持啊

作者: angel52523 时间: 2015-2-11 09:36
绝对会火的留名造福摩友

作者: tq043xu 时间: 2015-2-11 09:41
技术贴，火钳留名啊。嘿嘿

作者: hzyl0402 时间: 2015-2-11 09:49
严重支持！！！！！！！！！

作者: a1qd15 时间: 2015-2-11 09:52
一定要支持

作者: 没钱认命 时间: 2015-2-11 09:57
树莓派？？？
要是把飞控程序也写进去，那就高端了，飞控图穿一体化了

作者: zizaideyu5 时间: 2015-2-11 09:58
仰望大神

作者: borneol 时间: 2015-2-11 10:00

李江南发表于 2015-2-11 08:50
坐等成品 20分之一就是不到400呗

理想永远丰满，现实永远骨感。。。。

作者: sabaka 时间: 2015-2-11 10:10
这个不错啊，期待ing

作者: wowjl 时间: 2015-2-11 10:23
mark

作者: saiterlz 时间: 2015-2-11 10:29
技术大牛，顶！！！

赞！

作者: 爵爷 时间: 2015-2-11 10:40
楼主的这个图传对输入信号有什么要求吗..还是说必须的UVC的摄像头?是走的开源的那套jpeg的方案吗?
还是说用树莓派强大的运算能力自己压缩解码?

作者: smhzp 时间: 2015-2-11 10:41
严重支持！

作者: ehvclry 时间: 2015-2-11 10:47

爵爷发表于 2015-2-11 10:40
楼主的这个图传对输入信号有什么要求吗..还是说必须的UVC的摄像头?是走的开源的那套jpeg的方案吗?
还是说 ...

估计是用树莓派进行编码吧。

作者: lkjjkl 时间: 2015-2-11 11:01
战略性mark，这实在太神奇了

作者: 小游侠ZMQ 时间: 2015-2-11 11:04
此贴必火。。。。。。。。。

作者: 懒汉 时间: 2015-2-11 11:04

作者: 爵爷 时间: 2015-2-11 11:13

ehvclry 发表于 2015-2-11 10:47
估计是用树莓派进行编码吧。

其实树莓派还是很强大的..运算能力足够..其实完全可以把飞控也弄进去...

不过从稳定性来说还是互相分离比较有安全感

作者: xmj1994 时间: 2015-2-11 12:03
顶

作者: 260038666 时间: 2015-2-11 12:03
强烈支持先预定一个。。。

作者: code 时间: 2015-2-11 13:22
感谢开源，感谢分享。

作者: zkper 时间: 2015-2-11 13:43
绝对支持，厉害

作者: xw1364 时间: 2015-2-11 14:21
2.4G的？

作者: zheng4imx 时间: 2015-2-11 17:05
回复标记求细节

作者: bassam 时间: 2015-2-11 17:12
树莓派+2.4g模块？求详情，谢谢！

作者: tracere 时间: 2015-2-11 20:27
顶你最好能直接在精灵里面安装

作者: hjq 时间: 2015-2-11 20:37
顶上，关注中。

作者: mountain230 时间: 2015-2-11 21:25
数字图传什么好处？关注下

作者: 飞上枝头 时间: 2015-2-11 21:37
楼主，我爱死你了

作者: 飞上枝头 时间: 2015-2-11 22:00
我一直在思考，现在电子元器件都白菜价了，看一下小米就知道了，为什么一个数传还要7999以上，个人感觉3000以下，销量会很大的，当然大功率的肯定不止这个价，可惜华为这个通信公司不做这一块儿产品，要不然大量生产成本肯定降下来，售价降下来后应用自然就广了。真心希望楼主搞出来，能够传HDMI 1080P就行了，

作者: 炸香机 时间: 2015-2-11 22:29
期待楼主加油

作者: 高飞2012 时间: 2015-2-11 22:36
是高清图传吗，传输距离有没有测过

作者: xdof 时间: 2015-2-11 22:40
树莓派。。。。。。用的WI-FI传吗？

作者: 纸情书 时间: 2015-2-11 22:48
前排。

作者: 13888270637 时间: 2015-2-11 22:50
留名，这是要干掉传统图传的节奏。就算花钱也要申请测试。

作者: freeflyneo 时间: 2015-2-11 23:15
正好要换图传，就等这个了

作者: 600105 时间: 2015-2-12 11:12
等成品买一个

作者: ziyee 时间: 2015-2-12 15:23
等成品吧

作者: 奇侠 时间: 2015-2-12 22:27
不知道淘宝那种wifi视频模块（100W像素）+迷你2.4g功放（1W）能不能做低成本数传方案。

作者: bd8te 时间: 2015-2-13 00:49
支持楼主加油

作者: joewing 时间: 2015-2-13 02:35
mark下

作者: 天涯V 时间: 2015-2-13 07:04
强烈支持楼主

作者: liubin200 时间: 2015-2-13 10:26
留个脚印

作者: gecko1980 时间: 2015-2-13 11:03
收藏！

作者: lijierun 时间: 2015-2-13 12:24

ehvclry 发表于 2015-2-11 08:42
用树莓派开发的？

看起来真的很想树莓派啊

作者: janqain 时间: 2015-2-13 22:31
顶贴。关注

作者: 天涯V 时间: 2015-2-14 07:32
持续关注中

作者: 龍眼樹 时间: 2015-2-14 11:00
支持楼主
树莓派是????

作者: msduo 时间: 2015-2-14 22:25
关注中，期待中

作者: 138027 时间: 2015-2-16 09:33
开卖的话我要一套

作者: snowynight 时间: 2015-2-16 10:46

还真的是树莓派……

作者: freshbeef1 时间: 2015-2-16 12:12
顶一个

作者: persever 时间: 2015-2-16 12:30
顶帖，这个成功后可以做很多事情

作者: 浪天涯迹 时间: 2015-2-16 17:15
还真的是树莓派

作者: yangshichang110 时间: 2015-2-16 20:06

还真的是树莓派

作者: 四季天书 时间: 2015-2-17 14:27
看到了树莓派

作者: taifengdada 时间: 2015-2-17 18:40

如果真那么简单。。。。。就好了

作者: gds135 时间: 2015-2-17 20:13
继续留脚印~~~~~ 成本在400一下的话发售什么的应该在1K以内如果是开源的就好了，

其实我还关心传输距离的问题、、、、DJI的全向天线能到2KM吧，平板能到4~5KM的样子，如果能赶上DJI的话估计买单的更多~~如果有测试名额的话申请一个，收费测试也好啊、、

作者: 黑色狂风 时间: 2015-2-17 20:41
好的很

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