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深度解析:DJI Lightbridge图传与Wifi图传 (转载)

精华 20
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(以下文章转载自国外论坛,好的技术文章,值得分享和交流!)

DJI Lightbridge

DJI Lightbridge


这篇文章简要地介绍了目前消费级无人机最常用两种无线图像传输技术:DJI Lightbridge与 Wi-Fi。这两种技术都是将无人机上云台相机拍摄的画面实时传输至地面设备,以便进行地面实时的监控。需要指出的是,这里谈到的图传技术和效果与相机本身录制存储的视频效果的好坏没有关系。


Lightbridge高清远距离数字图传技术让大疆与其他无人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档了信号,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。


Wi-Fi技术的发明,从来就不是为了应用到“空对地”的图像传输应用场景中的,因此,其与生俱来的缺陷使得无人机 Wi-Fi图传的距离和延时问题成为硬伤,并且无法解决。 Wi-Fi图传方案的廉价性,是因为PC端市场巨大需求,给芯片制造商带来了规模效应,从而降低了生产成本。但是请记住,这个烙印在芯片身上的握手通讯机制,并不能很大程度上满足无人机图传技术的需求。


其他图像传输技术

一些不带云台相机的无人机,速度可高达80公里/小时以上,使用模拟信号传输技术。模拟图传几乎没有延时,比Lightbridge还厉害。而且模拟图传的另外一个特点是,当达到极限距离时,不会突然出现卡屏或者完全丢失整个画面的情况。模拟图传也是单向信号传播技术,有点类似于在数字电视信号还没出现前的模拟电视广播信号的传输,当信号变弱时,会出现雪花屏,警示飞手应该调整飞行方向或者往回飞,离返航点近一些。模拟图传的功耗非常大,想达到Lightbridge 超过2公里的距离时,其发射功率已经远超出了相关部门的规定。


另一项值得关注的最新技术是Connex推出的零延时传输1080P全高清画面图传,非常惊艳的技术,可惜现阶段价格非常昂贵。


在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。各位航模爱好者,想想Inspire或Phantom上将会搭载这种新技术,你们会不会很兴奋呢?


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Hopx  Phantom 3 Standard认证用户 2016-6-2 2#
精灵4没有。
如影随形love  Osmo+认证用户 2016-6-3 3#
悟2上是不是会有这种技术呢?
nkzmh2012  Goggles认证用户 2016-6-3 4#
DJI的图传技术已经比较领先。但实际效果仍然远达不到声称的720p。
精灵4的图传,虽然也是720p,但我的实际对比,4的图传效果要比3a、3p好,表现在更清晰、更流畅。
164323144   2016-6-3 5#
不错,可算明白了三者的区别
xuxin_101010   2016-6-3 6#
涨姿势了
xiebai  Mavic Pro认证用户 2016-6-3 7#
谢谢!明白了许多的原理,也就能够解释许多现象。例如;树叶会对信号有阻隔作用。明白了P4图传比较远,而P2v+要近许多的道理。
不是你没有拍到,是你没有看到。不是你没有看到,是你没有想到。理论是实践的眼睛。
楼主  Phantom 4认证用户 2016-6-3 8#
精灵4,精灵3 Adv/Pro,还有小悟,都是用的Lightbridge。
楼主  Phantom 4认证用户 2016-6-3 9#
如影随形love 发表于 2016-6-3 00:07
悟2上是不是会有这种技术呢?
大疆好像是2014年就已经发布了Lightbridge,之后的产品也基本上都采用了这个图传技术。
楼主  Phantom 4认证用户 2016-6-3 10#
nkzmh2012 发表于 2016-6-3 00:21
DJI的图传技术已经比较领先。但实际效果仍然远达不到声称的720p。
精灵4的图传,虽然也是720p,但我的实际 ...
Lightbridge确实是720P的,但是LB在实际的传输过程中,码流是可以根据距离来自动调节的(范围大概从2M-10M),所以有可能会导致画质会有一些变化。
之前有跟售后沟通过,P3和P4都是采用的Lightbridge,没有什么差别的。
楼主  Phantom 4认证用户 2016-6-3 11#
164323144 发表于 2016-6-3 07:40
不错,可算明白了三者的区别
我也是碰巧看到了,挺受益的,就转过来了。
楼主  Phantom 4认证用户 2016-6-3 12#
xiebai 发表于 2016-6-3 14:43
谢谢!明白了许多的原理,也就能够解释许多现象。例如;树叶会对信号有阻隔作用。明白了P4图传比较远,而P2 ...
现在明白,为什么DJI要搞一个Lightbridge出来了!
Hopx  Phantom 3 Standard认证用户 2016-6-3 13#
TouchSky 发表于 2016-6-3 14:58
精灵4,精灵3 Adv/Pro,还有小悟,都是用的Lightbridge。
精灵4不是2…
Steven-优飞航拍  Mavic Pro认证用户 2016-6-3 14#
好贴,涨姿势了
优飞航拍专业承接无人机航拍业务,提供VR飞行体验服务。
微信公众号:U-FLYER
25494984  Inspire 1 V2.0认证用户 2016-6-4 15#
感谢分享,又学到了以前没弄清楚的资料
169004725  Inspire 2认证用户 2016-6-4 16#
总的来说  买了大疆精灵3 4K版的就是被大疆坑了 图传距离超级近 100~200米就开始抽风了 超过300米就图传信号丢失 卫星定位也被阉割了
397113545@qq.co  Inspire 1 V2.0认证用户 2016-6-6 17#
有得必有失啊、、、、
小林子大连  Inspire 1 Pro认证用户 2016-6-6 18#
学习了,那个产品上用这个LB2了?
楼主  Phantom 4认证用户 2016-6-8 19#
小林子大连 发表于 2016-6-6 23:40
学习了,那个产品上用这个LB2了?
DIY大机架或需要单纯的图传设备时,比如直播。当然还是一整套DJI 用起来舒服。
cjbsxs@qq.com  Inspire 1 V2.0认证用户 2016-6-8 20#
感谢大疆的崛起
烂木头  Phantom 3 Advanced认证用户 2016-6-8 21#
不错不错,很好的科普
伊尔的番茄  Osmo认证用户 2016-6-8 22#
以前在电脑上位了提高网速我就去掉了握手机制
番茄的优酷子频道:http://i.youku.com/chrisforce
          微信公众号:TomatoVision
                    微博:http://weibo.com/greatbun
陈金波  Osmo认证用户 2016-6-8 23#
1080
脚 步 迈 太 快,灵 魂 跟 不 上。
15277129831   2016-6-8 24#
必须是lightbridge才行
炸香机073   2016-6-8 25#
nkzmh2012 发表于 2016-6-3 00:21
DJI的图传技术已经比较领先。但实际效果仍然远达不到声称的720p。
精灵4的图传,虽然也是720p,但我的实际 ...
720P指的是分辨率   一般是1280*720  而视频清晰度还和码率有关  一般码率越大  视频就越清晰
炸香机073   2016-6-8 26#
我朋友参加过大疆的暑假训练营 据说大疆的图传是基于4G的技术
Medivh   认证飞友 2016-6-8 27#
查了一下Connex那个光空中发射器就1300USD, 震惊了……
https://www.skypixel.com/users/feng-jiang
又学会一个单词了,又可以愉快的装逼了
superman_lau   2016-6-9 29#
技术贴!
450060750   2016-6-9 30#
刚入手3,问一下,怎么让图像直接直播到大屏幕
boat923  Phantom 3 Advanced认证用户 2016-6-9 31#
学习了!谢楼主分享!
wangdong2008@18   2016-6-9 32#
169004725 发表于 2016-6-4 23:50
总的来说  买了大疆精灵3 4K版的就是被大疆坑了 图传距离超级近 100~200米就开始抽风了 超过300米就图传信 ...
那个是5.8的,当然比2.4的距离短啊
Shizhen Qin  Osmo+认证用户 2016-6-9 33#
不知道3A的效果如何了~~!
748860783  Inspire 1 V2.0认证用户 2016-6-9 34#
厉害厉害、涨姿势了
扁豆  Inspire 1 V2.0认证用户 2016-6-9 35#
450060750 发表于 2016-6-9 07:54
刚入手3,问一下,怎么让图像直接直播到大屏幕
遥控器加装HDMI模块,直接通过HDMI输出实现,精灵4、悟自带HDMI输出
定州论坛,定州最大的自媒体(微信平台、QQ平台、新浪微博、头条号)
KevinL   2016-6-10 36#
其实大疆这篇文的意义在于告诉大家,小米无人机wifi图传不靠谱.....
神思铭  Osmo认证用户 2016-6-10 37#
原网站英文看不懂
Edison719   2016-6-10 38#
DJI大疆,是国内研发的?还是国外的品牌?
yocus  Osmo Mobile认证用户 2016-6-10 39#
大疆果然是牛
南宁大疆友  Phantom 3 Advanced认证用户 2016-6-11 40#
总之我很后悔买了3S版
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