基于无人机的图像回传系统的研究与实现

• 作 者: 孙继川
• 机 构: 杭州电子科技大学
• 出 处: 杭州电子科技大学
• 发表日期: 2016年期
• 关键词: 无人机 图像回传系统 模块化设计 嵌入式平台

亚马逊利用无人机送货的消息一出，无人机似乎又成了研究的热点。实际上，随着一些军事科技的不断民用化，许多只能在军事领域看到的东西，在我们的生活中都得到广泛使用，无人机当然也在其中，特别是四轴无人机。我们国内的大疆科技在四轴无人机的研究上表现最为突出，并推出多款适用的产品。另外，嵌入式行业也在当今社会得到大力的发展，嵌入式的应用处处可见，将无人机和嵌入式平台结合起来，也成了一种新的研究方向。再者，移动互联也伴随着Android手机的广泛使用，成为迫切需求，通过移动终端获取信息已经被广泛接受。　　本系统就是结合大疆的无人机和嵌入式开发平台，完成空中图像的采集，并将采集的图像数据实时回传给PC终端和移动终端。系统通过大疆无人机，搭载Banana Pi和UVC摄像头，完成图像的采集、H.264编码、RTP打包，并通过无线模块（WIFI/3G）回传给终端（PC机和移动终端），其中WIFI热点由地面运行OpenWRT系统的无线路由器提供，最后利用JavaScript开发PC机的显示程序，利用Android ADT开发移动终端的APP，完成图像的接收、解包、解码以及显示。　　但是，大疆无人机有两个缺点：续航时间最多30分钟；控制信号有效距离只有2千米。大疆无人机续航问题现在很难解决，短时间内也不会有大的突破；控制信号的有效距离也限制了航拍的范围。所以，在现有的瓶颈下，系统在图像采集、编码、解码、传输、显示以及应用上寻求突破，力求创新。　　本系统研究的内容主要有：无人机操控平台的使用；Banana Pi系统的安装及其内核的编译和升级；配置并编译Banana Pi的内核，使其支持UVC、WIFI、3G；UVC摄像头的使用以及图像数据的采集；WIFI模块驱动的移植；3G模块驱动的移植；OpenWRT系统的配置与安装；H.264编码和解码；RTP打包和解包；Socket编程；JavaScript的使用；Android APP的开发。　　本系统的创新之处：第一，支持3G和WIFI两种无线回传模式，满足不同网络覆盖场合的需求；第二，在传输过程中，通过编程实现WIFI和3G的智能切换，并且支持热插拔；第三，系统多处采用多线程编程技术，有效利用CPU资源；第四，开发PC端显示程序和移动端显示APP，满足不同人群的使用需求；第五，系统模块化设计，拆解和重组方便，便于市场化。