0.2秒延迟数字图传，全开源，成本只需要lightbridge的1/20

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准备春节期间优化代码，后面放出飞控扩展板




［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：



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。

191339330

老大请教下，咱用的天空端是树莓派那个版本的？不用地面端，用电脑可以接受信号不？

857050218

都tm5年了，早黄了

longyue

延迟200ms真不难。。。关键是这个延迟再FPV上没办法用

游游龙

具有前瞻性，现在已经有成熟的开源产品了openHD。全套1000左右，延迟200ms.

liu37675118

楼主 你好  我这边准备在无人机上搭一个Intel RealSense Depth Camera D435i 镜头（USB接口）   想把图像以WIFI的方式传到电脑上  希望可以加个联系方式   请教一下 只需要显示成图片右侧的样子就行

Rrabbit

有了么？

lb500

支持！

卡布高毅

马克一下

汐颜

{:1_45:}{:1_45:}{:1_45:}{:1_45:}{:1_45:}

stg

估计被封口了，楼主整个开源，不是砸了那些动不动上万的厂家的钱簸箕么

chendan1888

顶

Leap

期待楼主的集成产品

蝈蝈2704

楼主开发的不错么，加了osd。我也是做linux开发的，前几天搭了gst显示了一下图像。敢问楼主可以分享一下源码吗？

蝈蝈2704

楼主折腾半天只能开源，不会有什么收益，很难坚持的。
要问为什么，树莓派boot 程序不开源，无法批量生产。

蝈蝈2704

russianboy 发表于 2015-6-6 09:29
linux非实时操作系统，做飞控不太合适

外行人！你看看广大高清图传方案有哪个不用linux的

Garhong

两年过去了，现在怎么样了？成品出来了吗？

maxiao

我只想知道在哪里能买到这东西？？？

告别过去1117

顶

china3kkk

https://ezchina.analog.com/thread/13660

clock3600

这个不错！小弟一直在寻找一款性价比高的图传。AMIMO、DJI LB都太贵了
如何联系？