COFDM 비디오 전송과 비행 제어 데이터를 통합합니다

비행 제어 데이터를 COFDM 비디오 전송 시스템과 통합합니다

무인 공중 시스템의 빠르게 성장하는 분야에서 (THAT), 안정적인 비디오 전송과 정확한 원격 측정은 미션 성공에 중요합니다.. 항공 플랫폼 - 공공 보안을위한 드론, 화재 대응, 교통 모니터링, 또는 군사 정찰-실시간 비행 제어 데이터를 지상국으로 전달하면서 고품질 비디오를 전송합니다..

장거리에 가장 효과적인 기술 중 하나입니다, 낮은 대기 시간 비디오 전송입니다 COFDM (코딩된 직교 주파수 분할 다중화). COFDM은 견고성을 제공합니다, 간섭 방지 디지털 링크, 복잡하고 다중 경로 환경에서도 명확한 비디오를 보장합니다. 그러나 더 많은 운영자가 통합 상황 인식을 요구함에 따라, 일반적인 질문이 발생합니다:

COFDM 비디오 스트림과 함께 비행 제어 데이터를 오버레이 또는 전송하는 방법?

이 기사는 사용 가능한 방법을 탐구합니다, 그들의 장점을 비교합니다, CofDM 송신기가 MSP와 같은 인기있는 원격 측정 프로토콜과 어떻게 작동 할 수 있는지 설명합니다. (멀티 위이 직렬 프로토콜) UART를 통해 - 원활한 비디오 및 데이터 링크 솔루션을 만들기 위해.

비행 제어 데이터 오버레이 또는 전송 이유?

비디오만으로도 상황 인식을 제공합니다, 그러나 원격 측정없이, 운영자는 다음과 같은 중요한 정보가 부족할 수 있습니다:

  • GPS 좌표 및 고도
  • 비행 태도 (연타, 정점, 편주)
  • 배터리 상태 및 전력 소비
  • 링크 품질 및 RSSI
  • 내비게이션 웨이 포인트 또는 홈 방향

동영상을 원격 측정과 결합하면 지상 운영자가 실시간으로 데이터 중심 결정을 내릴 수 있습니다., 안전성과 효율성을 모두 증가시킵니다.

원격 측정을 COFDM 비디오와 결합하는 세 가지 주요 방법

1. 비디오 수준 오버레이 (OSD 방법)

가장 간단한 방법은 비행 데이터를 비디오 스트림에 직접 포함시킵니다 전송하기 전에. 이것은 OSD를 사용하여 수행됩니다 (화면 디스플레이) 기준 치수.

  • 작동 방식:
    비행 컨트롤러는 원격 측정 데이터를 출력합니다 (Mavlink, MSP, NMEA, PWM, 기타). OSD 모듈은 데이터를 읽고 그래픽 오버레이를 생성합니다., 게이지, 아이콘 - 비디오 신호에 중첩됩니다. 결합 된 비디오 스트림은 무선 전송을 위해 COFDM 송신기로 전송됩니다..
  • 장점:
    • 최소한의 하드웨어와 간단한 통합.
    • 지상국은 추가 소프트웨어가 필요하지 않습니다 - 비디오 피드에서 데이터가 보입니다..
    • COFDM 송신기가 데이터 패스 스루를 지원하지 않더라도 작동합니다..
  • 단점:
    • 데이터는 비디오에 "연소"되어 처리를 위해 추출 할 수 없습니다..
    • 화면 공간을 차지합니다.
    • 고급 데이터 애플리케이션에 대한 유연성이 제한적입니다.

이 방법은 목표가 비디오 화면에 원격 측정이 표시됩니다, 지상국에서 데이터를 별도로 분석하거나 로그인 할 필요없이.

2. COFDM 디지털 링크의 다중화 데이터 (추천)

최신 COFDM 시스템은 비디오 전송뿐만 아니라 양방향 데이터 통신. 많은 COFDM 송신기에는이 목적으로 특별히 일련 또는 IP 포트가 포함됩니다..

  • 작동 방식:
    • 비디오는 H.264 또는 H.265로 인코딩되어 기본 COFDM 채널을 통해 전송됩니다..
    • 비행 컨트롤러의 원격 측정 데이터는 UART를 통해 송신기로 공급됩니다. (RS232/485) 또는 이더넷.
    • 지상 수신기에서, 시스템은 비디오 및 데이터 스트림을 분리합니다. 비디오는 모니터 또는 디코더로 이동합니다, 원격 측정 데이터가 해당 UART/이더넷 포트를 통해 출력되는 동안.
    • 지상 제어 소프트웨어는 원격 측정을 실시간으로 구문 분석하고 표시 할 수 있습니다..
  • 장점:
    • 비디오 및 원격 측정법은 서로 방해하지 않고 별도로 전송됩니다..
    • 데이터를 기록 할 수 있습니다, 분석, 또는 폐 루프 제어에 사용됩니다.
    • 지원 양방향 통신: 지상국은 항공기로 다시 명령을 보낼 수 있습니다 (예를 들어, 웨이 포인트를 변경하십시오, 매개 변수를 조정하십시오).
    • 고급 응용 프로그램에 대해 매우 확장 가능합니다.
  • 단점:
    • 데이터 패스 스루 지원이 포함 된 COFDM 모듈이 필요합니다.
    • 통합에는 신중한 프로토콜 일치가 필요할 수 있습니다 (예를 들어, 전송 속도, 패킷 프레임).

이것은 건축시 선호되는 솔루션입니다 전문 드론 시스템, 특히 공공 보안을 위해, 방어, 원격 측정이 비디오만큼 중요한 산업 응용 프로그램.

3. 아날로그 신호 오버레이 (전통적인 접근)

디지털 시스템이 지배적이되기 전에, 원격 측정은 종종 아날로그 신호 비디오 채널의 2 차 하위 운반기로. 이 기술은 오늘날에도 여전히 사용될 수 있습니다:

  • 작동 방식:
    원격 측정은 아날로그 비디오 입력의 하위 캐리어로 변조됩니다.. COFDM 송신기는 결합 된 신호를 디지털화하고 전송합니다. 수신기에서, 하위 캐리어는 원격 측정을 복구하기 위해 탈취되었습니다.
  • 장점:
    • 기본 COFDM 인코더에서도 작동합니다.
    • 고급 디지털 인터페이스가 필요하지 않습니다.
  • 단점:
    • 구식이며 덜 유연합니다.
    • 더 낮은 효율성과 제한된 데이터 대역폭.
    • 현대 원격 측정 요구에 이상적이지 않습니다.

이 방법은 여전히 ​​레거시 시스템과 관련이있을 수 있습니다., 대부분의 새로운 디자인은 OSD 오버레이 또는 디지털 멀티플렉싱을 사용합니다..

UART 포트를 통해 MSP 디스플레이로 작업합니다

오늘날 가장 일반적인 요구 사항 중 하나는 COFDM 시스템을 사용하는 비행 컨트롤러와 통합하는 것입니다. MSP (멀티 위이 직렬 프로토콜). MSP는 Betaflight와 같은 오픈 소스 비행 제어 소프트웨어에서 널리 지원됩니다., inav, 그리고 Cleanflight, 그리고 그것은 또한 많은 OSD 모듈 및 디스플레이와 호환됩니다..

MSP 원격 측정을 COFDM 링크에 통합하는 방법은 다음과 같습니다.:

  1. 비행 컨트롤러 출력
    • 전용 UART 포트를 통해 원격 측정을 보내도록 비행 컨트롤러를 구성하십시오..
    • 프로토콜을 MSP로 설정하고 보드 속도를 COFDM 송신기 또는 OSD와 일치시킵니다..
  2. COFDM 송신기 입력
    • 비행 컨트롤러의 UART TX를 COFDM 송신기의 데이터 입력 포트에 연결 (일반적으로 RS232, TTL, 또는 이더넷 어댑터).
    • 적절한 전압 레벨 일치를 보장하십시오 (예를 들어, 3.3대에서. 5V).
  3. COFDM 링크를 통한 전송
    • COFDM 시스템은 MSP 패킷을 원시 직렬 데이터로 취급하여 비디오 스트림과 함께 전송합니다..
    • 대기 시간은 최소입니다, 일반적으로 원격 측정 패킷의 경우 몇 밀리 초 미만입니다.
  4. 지상 스테이션 리셉션
    • COFDM 수신기에서, UART 데이터는 지상국으로 출력됩니다.
    • MSP 호환 디스플레이 장치 (MSP OSD 또는 원격 측정 소프트웨어와 같은) 패킷을 디코딩하고 실시간 비행 정보를 표시 할 수 있습니다.
  5. 선택적 비디오 오버레이
    • 원하는 경우, 동일한 MSP 데이터를 공기 측의 OSD 모듈에 공급할 수 있습니다., 비디오 피드 자체에는 백업으로 비행 데이터가 포함됩니다..

이 이중 접근 방식은 중복성을 보장합니다: 원격 측정법은 분석 및 제어를위한 원시 데이터로 제공됩니다., 라이브 비디오 피드의 오버레이로도 보입니다..

실용적인 예: COFDM 및 MSP 통합 기능이있는 UAV

COFDM 송신기를 운반하는 고정국 UAV를 상상해보십시오. UAV는 INAV를 실행하는 비행 컨트롤러를 사용합니다, UART보다 MSP 원격 측정을 출력합니다.

  • 공기 측:
    • UAV 카메라는 비디오를 COFDM 송신기에 공급합니다.
    • 비행 컨트롤러는 UART를 통해 MSP 데이터를 COFDM 송신기의 데이터 포트로 보냅니다..
    • 선택적으로, OSD 모듈은 키 데이터를 오버레이합니다 (고도, 속도, 배터리) 비디오에.
  • 지면 쪽:
    • COFDM 수신기는 비디오를 모니터에 출력합니다.
    • 원격 측정 데이터는 UART를 통해 노트북 또는 GCS 소프트웨어를 통해 동시에 출력됩니다..
    • 연산자는 화면에서 실시간 비행 상태를보고 나중에 기록 된 데이터를 분석 할 수 있습니다..

이 구성은 최대의 유연성을 제공합니다: 라이브 비디오 인식과 의사 결정을위한 정확한 원격 측정.

모범 사례 및 고려 사항

  1. 프로토콜 호환성
    • COFDM 송신기가 투명한 직렬 데이터 통과를 지원하는지 확인하십시오..
    • 비행 컨트롤러와 COFDM 모듈 간의 BAUD 요금을 일치시킵니다 (천하게 115200 또는 57600).
  2. 힘과 접지
    • UART 포트 간의 전압 호환성을 확인하십시오 (예를 들어, 3.3대에서. 5V).
    • 데이터 손상을 피하려면 장치 간의 적절한 접지가 필수적입니다..
  3. 오류 처리
    • COFDM 링크는 강력합니다, 그러나 원격 측정 패킷에서 항상 체크섬 검증을 구현하십시오.
    • 전방 오류 수정을 고려하십시오 (독립 단기 치료소) 미션 크리티컬 시스템의 경우.
  4. 중복성
    • 중요한 임무를 위해, 비디오 피드의 오버레이 원격 측정 과 별도의 데이터로 보내십시오.
    • 데이터 채널에서 간섭이 발생하면 하나 이상의 경로가 남아 있습니다..
  5. 향후 확장
    • COFDM 시스템이 이더넷을 지원하는 경우, 더 높은 데이터 속도와 더 풍부한 프로토콜을 위해 UART에서 IP 기반 원격 측정으로 전환하는 것을 고려하십시오..

결론

COFDM 비디오와 함께 비행 제어 데이터 오버레이 또는 전송 가능뿐만 아니라 현대 UAV 작업에 필수적입니다.. 연산자는 세 가지 주요 옵션이 있습니다:

  • 비디오 오버레이 (OSD) 단순성을 위해.
  • 디지털 멀티플렉싱 전문가를 위해, 유연한 응용 프로그램.
  • 아날로그 오버레이 레거시 호환성.

통합 할 때 UART를 통한 MSP 디스플레이, COFDM 시스템은 최소한의 대기 시간으로 비디오와 함께 원격 측정을 수행 할 수 있습니다., 신뢰할 수있는 실시간 비행 데이터를 지상국에 제공합니다. 강력한 비디오 링크를 원격 측정법과 결합하여, UAV 운영자는 복잡한 임무를 안전하고 효과적으로 수행하는 데 필요한 상황 인식을 얻습니다..

차세대 항공 시스템을 구축하는 조직, 통합 원격 측정이있는 COFDM은 공공 보안에서 성공을위한 기초입니다., 비상 대응, 산업 검사, 그리고 방어 적용.

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