高清画质、低时延，图传技术如何展现FPV穿越机的“速度与激情”

电子发烧友网报道（文/莫婷婷）无人机按照飞行平台构型可以分为固定翼无人机、多旋翼无人机、无人机直升机，还有伞翼无人机、扑翼无人机和无人飞船等种类。其中，多旋翼无人机中还有FPV（First Person View），也就是人们常说的穿越机，是一种高速多旋翼飞行器。作为无人机圈的新物种，2018年、2019年国内曾掀起FPV小热潮。
 
FPV与常见的航拍无人机有所不同，可以超快速飞行。此前，FPV需要自行组装，零部件包括分机架、飞控、图传、天线、电调、电机等，操控难度也比较大。2021年，大疆推出集成的一体机，这也是大疆首款FPV穿越机，主打上手就飞，降低了FPV的入圈门槛。
 
与FPV穿越机配套的还有飞行眼镜，飞手可以沉浸式体验FPV穿越机飞过时拍摄到的画面。当前FPV穿越机的飞行距离可以达到80km到110km，时速可达260 km/h。
 
FPV穿越机由三大系统组成，分别是机架、控制系统，电力系统以及视频传输系统，其中机架、控制系统包括飞控、分电板、遥控器、接收机，控制系统包括电调、电机、桨叶、电池，视频传输系统包括摄像头、图传、接收屏、FPV眼镜。
 
图传被称为无人机的“眼睛”，能够将无人机所搭载的摄像机拍摄到的视频以无线的方式实时传送到后方。按设备通信机制类型，图传技术一般分为数字图传技术和模拟图传技术。具体来看，主流的无人机图传技术可以分为OFDM技术、COFDM技术、WiFi技术、Lightbridge高清远距离数字图传技术以及模拟图传技术。
 
OFDM是多载波调制技术，能抵抗频率选择性衰落或窄带干扰等，适合于高速数据的传输。COFDM是编码的OFDM，在OFDM的基础上增加了信道编码，主要是增加纠错和交织，提高系统的可靠性。
 
WiFi图传技术适用于远距离图片、视频传输，在使用WiFi图传技术时，WiFi模块一般是内置于飞机内和地面中继器中，需要经过双向握手机制。当前市面上推出的WiFi模块传输距离可以达到2000m左右，输出功率可达+28dBm以上，在传输视频时，大于300Mbps的传输速率能够更流畅地完成传输。
 
在数字图传技术中，大疆占据主要的市场份额。除了采用WiFi图传技术，大疆还自研采用通信链路技术的Lightbridge，还有OcuSync，以及专为穿越机开发的DJI FPV低延时数字图传系统。
 
与WiFi图传技术有所不同，Lightbridge使用的是单向广播数据的方式，具有低时延的优势。大疆的Lightbridge 2采用新一代编码算法，延时降低至50ms，信号传输距离可达5公里。且采用无线链路动态适应技术，平衡了距离、电磁环境和画质的冲突。相对来说，Lightbridge数字图传技术得到的画质会比传统模拟图传技术的好。另外，业内人士对其方案拆机后发现，Lightbridge采用的是FPGA方案。
 
大疆推出的DJI FPV 飞行眼镜采用 DJI FPV 高清低延时数字图传技术，720p/120fps 高清显示，从相机到眼镜屏幕显示低于28ms 的图传延时，作为对比模拟图传延时一般为22-35ms。图传距离可以达到4公里。在数字图传抗干扰方面，采用了数据双向沟通机制。
 

图源：大疆

 
一方面，无延时的实时高清图可以说是每个FPV穿越机飞手最基本的诉求。另一方面，随着AR智能眼镜技术的提高，AR智能眼镜也能与FPV穿越机交互使用。使用AR智能眼镜时，更加真实且沉浸式的体验，要求FPV穿越机升级图传系统的性能。因此，各方面的需求叠加，让图传技术在重视高清画质的同时，也越来越重视低时延性能。