通過蘋果手機(jī)Facetime或者QQ/微信等交友聊天工具，都可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的視頻傳輸，這樣，你與你遠(yuǎn)在外地的朋友或者親人才能通過手機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)的視頻聊天，就好像你們就面對(duì)面坐著聊天一樣。
上圖是Facetime視頻聊天，圖片來自網(wǎng)絡(luò)
對(duì)于航拍無人機(jī)來說，不管是消費(fèi)級(jí)，還是專業(yè)級(jí)，不論大小或者用途，基本都需要圖傳系統(tǒng)。主要的用途基本有兩個(gè)，第一個(gè)是用來進(jìn)行第一視角的飛行，就好比汽車司機(jī)開車看著前方的路一樣，對(duì)于無人機(jī)操作者來說，也需要這樣一個(gè)視角進(jìn)行飛行控制；第二個(gè)是用于航拍作業(yè)中構(gòu)圖或者拍攝畫面的控制，這樣，我們航拍出來的素材才是我們真正想要的，不然行業(yè)內(nèi)成為“盲拍”，也就是飛的過程中，拍到什么就是什么，這其實(shí)不是專業(yè)的手法。
上圖是大疆“悟”遙控及圖傳系統(tǒng)示意圖，圖片來自大疆官網(wǎng)
關(guān)于大疆的圖傳技術(shù)，可能我們真正直觀地開始關(guān)注是從2014年4月大疆發(fā)布的第一款DJI Lightbridge全高清遠(yuǎn)距離數(shù)字圖傳產(chǎn)品開始，這款圖傳系統(tǒng)可以算是消費(fèi)級(jí)無人機(jī)行業(yè)的首創(chuàng)，為航拍無人機(jī)定制，集成飛行控制和圖像傳輸與一體，可以1對(duì)多主從機(jī)廣播，遙控器和圖傳距離高達(dá)1.7km（無干擾環(huán)境下），為航拍無人機(jī)主要提供遙控和圖傳鏈路等等特性，是優(yōu)秀航拍無人機(jī)系統(tǒng)不可或缺的模塊。
消費(fèi)級(jí)航拍無人機(jī)主要通過無線傳輸技術(shù)將所拍攝到的實(shí)時(shí)畫面?zhèn)魉椭恋孛娼邮斩?，為飛手提供相機(jī)實(shí)時(shí)拍攝畫面，讓飛手及時(shí)獲知飛行環(huán)境以及相機(jī)拍攝畫面，因此圖像傳輸需要具備低延時(shí)、長(zhǎng)距離通訊、抗干擾等性能。在行業(yè)內(nèi)，圖傳技術(shù)主要分為模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)兩種，一些不帶云臺(tái)相機(jī)的無人機(jī)會(huì)使用模擬信號(hào)傳輸技術(shù)。雖然模擬圖傳較少出現(xiàn)卡屏或者畫面丟失的情況，但其功耗非常大，2公里傳輸距離所需的發(fā)射功率已遠(yuǎn)超相關(guān)部門規(guī)定，而且僅支持標(biāo)清規(guī)格視頻，顯示效果較差，體驗(yàn)達(dá)不到航拍的要求。
現(xiàn)階段，大疆無人機(jī)所采用的三種主流數(shù)字信號(hào)圖傳技術(shù)是
l DJI Lightbridge
l Lightbridge的OcuSync版本
l WiFi鏈路。
其中，DJI Lightbridge 2（第二代）及其OcuSync是大疆創(chuàng)新專有的通信鏈路技術(shù)，能夠傳輸高達(dá)1080p高清視頻，有效傳輸距離遠(yuǎn)達(dá)7公里。與WiFi圖傳技術(shù)相比，DJI Lightbridge及其用在Mavic上的Lightbridge－OcuSync版本都擁有巨大優(yōu)勢(shì)。
(上圖為大疆遙控及圖傳系統(tǒng)DJI Lightbridge 2)
DJI Lightbridge具備如下幾個(gè)特點(diǎn)：
1. 快速鏈接： WiFi采用傳統(tǒng)協(xié)議棧，傳輸需要事先在發(fā)送端與接收端之間建立起通訊握手機(jī)制，建立鏈接或者失步后重新建立鏈接時(shí)間較長(zhǎng)，約在數(shù)秒到十多秒，容易產(chǎn)生通訊延時(shí)。而Lightbridge技術(shù)無需通過繁瑣的協(xié)議，直接經(jīng)由物理層連接，能夠提供迅速而及時(shí)的通訊鏈接，讓畫面預(yù)覽體驗(yàn)更加。
2. 遠(yuǎn)距離傳輸及高清畫質(zhì)： Lightbridge可傳輸1080P分辨率視頻，并對(duì)視頻采用了優(yōu)化的壓縮算法，能夠保證在較復(fù)雜的無線信道上也能流暢傳輸。它還使用了優(yōu)化的幀結(jié)構(gòu)以及先進(jìn)的編解碼算法，可以保證在信號(hào)微弱的情況下也能被解調(diào)。同時(shí)，RF電路（射頻電路）也經(jīng)過精細(xì)優(yōu)化，具有極低的接收噪聲，可以接收到微弱的傳輸信號(hào)。
3. 高可靠性：Lightbridge 2采用了無線鏈路動(dòng)態(tài)適應(yīng)技術(shù)，能夠很好地平衡距離、電磁環(huán)境和畫質(zhì)之間的沖突。它能自動(dòng)選擇最佳信道，并在有需要時(shí)切換信道和調(diào)整視頻帶寬，保障視頻的流暢性，有效降低畫面缺損和中斷現(xiàn)象，讓視頻無線傳輸更加可靠。
4. 多設(shè)備連接： Lightbridge支持多個(gè)遙控器同時(shí)控制飛行器，典型應(yīng)用是一個(gè)飛手控制飛行器，另外一個(gè)控制云臺(tái) ，從而完成一些復(fù)雜拍攝任務(wù)。在多個(gè)遙控器接入的應(yīng)用場(chǎng)景下，每個(gè)從遙控器都可以通過主遙控器發(fā)送控制信號(hào)給飛機(jī)，而每個(gè)從遙控器都可以直接或者通過主遙控器接收飛機(jī)發(fā)送的遙測(cè)數(shù)據(jù)，比如視頻，飛控?cái)?shù)據(jù)等。
5. 雙頻切換： Inspire 2所采用的Lightbridge還支持在2.4GHz與5.8GHz頻段之間切換。通常的2.4GHz頻段WiFi圖傳機(jī)制需要搭配5.8GHz頻段的遙控鏈路才能正常操控飛行器，圖傳和遙控鏈路使用相同頻段就會(huì)造成互相干擾，導(dǎo)致圖傳卡頓甚至是失控問題，因此需要配備不同頻段的傳輸鏈路。但基于這種機(jī)制的傳輸方式往往容易受到環(huán)境同頻信號(hào)干擾：同時(shí)使用兩種頻段的話，任一鏈路受干擾都會(huì)直接影響飛行。得益于時(shí)分復(fù)用機(jī)制的采用，Lightbridge可以在同一頻段上傳遙控信號(hào)、接收?qǐng)D傳信號(hào)。這樣，在2.4GHz頻段信號(hào)干擾較強(qiáng)的環(huán)境中，直接采用5.8GHz通信頻段就可以大幅減少同頻干擾的問題。而且，傳輸頻段干擾越少，傳輸畫質(zhì)就越高，有效傳輸距離也得以更遠(yuǎn)。
經(jīng)過確認(rèn)，DJI OcuSync其實(shí)屬于DJI Lightbridge，只是一個(gè)新的版本而已，DJI Lightbridge之OcuSync高清圖傳具備如下幾個(gè)特點(diǎn)：
上圖為大疆“御”Mavic Pro及遙控器
首先，“御”Mavic Pro所采用就是Lightbridge-OcuSync，OcuSync在多種速率下都遠(yuǎn)超WiFi和一般圖傳的鏈路性能。OcuSync利用了高效的數(shù)字壓縮技術(shù)和信道傳輸技術(shù)，在各種不利的無線傳輸場(chǎng)景下獲得穩(wěn)定的高清視頻流傳輸。
1. 高畫質(zhì)視頻： 相比傳統(tǒng)模擬圖傳，OcuSync能夠傳輸720p和1080p分辨率的視頻畫面，圖像清晰度大約提升4到10倍，而且傳輸過程中，也不會(huì)出現(xiàn)模擬圖傳經(jīng)常出現(xiàn)的偏色、雪花點(diǎn)、花屏、閃爍現(xiàn)象，能為用戶提供更加清晰的飛行視野。在相同發(fā)射功率下，OcuSync圖傳比模擬圖傳遠(yuǎn)得多，OcuSync支持7km*(FCC標(biāo)準(zhǔn)，無干擾環(huán)境)以上的圖傳遙控距離，巨大的鏈路余量也明顯的增強(qiáng)了對(duì)抗干擾和遮擋的能力。
2. 通訊穩(wěn)定： OcuSync為航拍應(yīng)用進(jìn)行通信機(jī)制和參數(shù)的優(yōu)化，做到全面平衡的性能優(yōu)化。雖然市面上也有號(hào)稱接近零延時(shí)的圖傳，但是這類圖傳的物理層傳輸比較簡(jiǎn)化，占用較寬的帶寬，無法自適應(yīng)信道狀況的變化。干擾信道中或者遮擋情況下，圖傳質(zhì)量急劇下降，無法適應(yīng)遠(yuǎn)場(chǎng)和復(fù)雜傳輸環(huán)境的應(yīng)用。另外，由于系統(tǒng)集成度不高，配合上相關(guān)的相機(jī)、顯示設(shè)備，屏到屏的延遲會(huì)顯著上升。
而OcuSync在低延遲與接收性能之間做了平衡折中，遙控命令的傳輸時(shí)延低達(dá)5ms，視頻數(shù)據(jù)無線鏈路的傳輸時(shí)延低到10ms，而視頻內(nèi)容屏到屏延遲低達(dá)130ms，此時(shí)也能保障飛機(jī)在各種復(fù)雜無線環(huán)境中表現(xiàn)可靠有效。另外由于OcuSync圖傳系統(tǒng)集成了視頻處理和編碼、信號(hào)傳輸，深度整合集成度較高，因此性價(jià)比也相對(duì)較高。在飛行前，OcuSync會(huì)自動(dòng)掃描并選擇干擾最低的頻段，保障通訊穩(wěn)定。
3. 快速連接: 與WiFi方案相比，OcuSync設(shè)計(jì)中采用了大量目前通信領(lǐng)域最為先進(jìn)的傳輸技術(shù)，在靈敏度、抗干擾性能、抗衰落性能、高速移動(dòng)、多設(shè)備等多個(gè)性能方面，Wi-Fi均與OcuSync相去甚遠(yuǎn)。對(duì)用戶而言，這種差別對(duì)應(yīng)著流暢與卡頓圖傳的不同體驗(yàn)，也對(duì)應(yīng)著飛行范圍遠(yuǎn)近的不同體驗(yàn)，還對(duì)應(yīng)著干擾情況下或者信號(hào)遮擋情況下圖傳遙控的不同體驗(yàn)。而且，OcuSync采用跨層設(shè)計(jì)，與飛行器建立鏈接和中斷重新建鏈的時(shí)間可以低至1秒以內(nèi)。
4. 支持多設(shè)備: 除了點(diǎn)到點(diǎn)的圖傳功能，OcuSync還支持多設(shè)備的無線鏈接。比如OcuSync支持FPV眼鏡、遙控器和Mavic Pro三者之間進(jìn)行無線鏈接。另外，還可以添加一個(gè)額外的鏈接手機(jī)APP的遙控器，實(shí)現(xiàn)教練模式輔助飛行或者實(shí)現(xiàn)FPV視頻共享觀看。
上圖為DJI Goggles高清FPV顯示屏
綜上所述，無論是DJI Lightbridge還是其用在Mavic Pro上的OcuSync版本都是大疆航拍無人機(jī)必備的遙控及圖傳鏈路系統(tǒng)，畢竟這項(xiàng)技術(shù)真的解決了消費(fèi)級(jí)航拍無人機(jī)實(shí)用性及體驗(yàn)性的根本問題，這項(xiàng)技術(shù)的出現(xiàn)毫無疑問推動(dòng)了整個(gè)無人機(jī)行業(yè)的發(fā)展，革命性的歷史意義不可磨滅，但目前隨著行業(yè)需求的不斷增多，可能還會(huì)面臨新的挑戰(zhàn)，所以我們期待這項(xiàng)技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新和突破，比如大疆在前不久發(fā)布的DJI Goggles FPV眼鏡其實(shí)也是有集成起高清圖傳技術(shù)的，讓我們持續(xù)關(guān)注。
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