2022-06-24
在无人机行业,我们经常使用无线高清无人机图传、云台相机和图传显示器,涉及到主码流、子码流、标清、高清、超高清等等的概念。
2015年9月大疆发布了Lightbridge 2,在5公里距离内传播1080P全高清画面却仅有50~150毫秒的延时。Lightbridge高清远距离数字图传技术让大疆与其他无机厂商明显区分开来,并且拉开了差距。Lightbridge是大疆自在研发的专用通信链路技术,可实现几乎“零延时”的720p高清传输和显示,距离通常可达2公里以上,在开阔无干扰的情况 下甚至可达5公里以上。Lightbridge与 Wi-Fi使用的都是2.4GHz频段,但是Lightbridge与其他无人机厂商(如Yuneec,Blade,3DR)使用的标准 Wi-Fi图传技术大不相同。
Lightbridge技术使用单向图像数据传输,类似位于高 处的电视广播塔的数据传输形式。而 Wi-Fi图传的数据传输需要发送端与接收端首先建立起通讯握手机制,再传输每个大小为512字节的数据包。每个数据包的传输必须完整无误,丢失其中的一 个字节都会导致整个数据包重新发送,确认完整接收一个数据包之后,才开始传输下一个数据包,而这正是导致图传延时的根本原因。对于无人机飞行来说,“实时”无线图像传输至关重要,由于一个字节而重新发送整个数据包非常浪费时间。从数据传输角度上看,Wi-Fi传输已经算是速度很快的无线传输技术,但基于TCP/IP协议的双向握手机制很容易会导致 Wi-Fi图传无法实时传输航拍画面。在无人机FPV飞行对实时性要求很高的大前提下,重新发送数据包则会让操控者无法看到实时画面。
无延时的实时高清图像,是每个飞手在以FPV视角飞行时所希望看到的。即便是使用Lightbridge高清图传技术,零延时也无法100%达到,然而此项技术毫无疑问是现阶段无人机图传中最先进的,不仅可以最小化图传延时,还可以最大化传输距离。从技术实现上来讲,正是因为Lightbridge使用的是单向广播数据的方式,即使飞得远,图传延时仍能稳定保持在 100-200毫秒左右。而 Wi-Fi图传的延时,视飞行距离和飞行环境而定,一般会高出25%-100%不等。高效的单向广播数据传输方式让Lightbrige轻松超越 Wi-Fi图传。
当你达到Lightbridge图传的极限距离时,屏幕中会出现条纹和信号弱的警告。在大多数情况下,即使信号中断,重新连接的速度也非常快,因为重连不需要像 Wi-Fi那样重新建立握手机制。在信号不足或者丢失时,飞手可以通过遥控器查获得提醒,及时停止飞行或让飞机悬停。而一旦图传中断,缓慢转向飞行器以调 整天线的相对位置,或者拉升高度就可以改善信号的传输,重新连接的概率很高,整个过程一般通常在10秒以内。相比Lightbridge,当 Wi-Fi图传到达其传输极限距离时,画面被卡住,也没有警告提醒。飞手们会误认为图传OK,并且一般需要3-6秒的时间才能意识到图传早已中断。一旦发 现 Wi-Fi图传中断,通过握手机制重新连接,也会花费30-60秒的时间。且通常需要拉升更高的高度或将飞机往返航的方向拉近,才有希望重新连接上图传。
在树木林立的环境下飞行, Wi-Fi信号易受干扰是另外一个弱点。仅仅是飞到一棵树的后面,相对于Lightbridge而言,Wi-Fi图传因为树叶阻挡更容易中断。同时,由于 树上有潮湿的水蒸气等阻挡了信号,很容易引起 Wi-Fi数据包丢失某些字节,整个大数据包就得重新发送,这就导致图传经常性延时。而Lightbrige图传对树叶遮挡引起的数据包丢失并不敏感,画面中可能只出现横纹,总延时能很好地控制在100-200毫秒间。
归功于Lightbridge高清图传技术的单向传输性,DJI无人机使用的距离是一般使用普通 Wi-Fi图传无人机的2-3倍。虽然,Lighbridge技术并不像 Wi-Fi那样拥有很便宜的单芯片实现方案,但距离及延时特性所带来的利好,值得消费者为之付出。