發(fā)布時(shí)間：2017-09-08 07:42

  本文關(guān)鍵詞：小型旋翼無人機(jī)數(shù)字圖像傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 無人機(jī) HDMI接收器 H.264編碼 TS Over IP技術(shù) 圖像傳輸

【摘要】：近年來隨著多旋翼無人機(jī)在航拍攝影、電力巡檢等領(lǐng)域的越來越多應(yīng)用,與之配合的圖像傳輸系統(tǒng)也愈發(fā)成為無人機(jī)體系中的重要環(huán)節(jié)。針對多旋翼無人機(jī)負(fù)載有限,經(jīng)常需要遠(yuǎn)距離作業(yè)等特點(diǎn),結(jié)合人們對圖像質(zhì)量的要求越來越高,本文提出設(shè)計(jì)一款體積小、重量輕、攜帶方便且傳輸延時(shí)較低的高清數(shù)字圖像傳輸系統(tǒng)。旋翼無人機(jī)的圖像傳輸系統(tǒng)可以分為空中發(fā)射端與地面接收顯示端兩部分,課題主要研究了無人機(jī)拍攝的視頻信號從采集、編碼壓縮至無線傳輸再到解碼播放的整個(gè)流程。在HDMI接收端,采用ADV7611高性能接收芯片,體積相對同類芯片小50%,集成音視頻采集于一體。通過閱讀芯片手冊,掌握ADV7611組成和功能,外部控制器通過IIC總線對其合理配置。查閱視頻壓縮編碼技術(shù)相關(guān)資料,根據(jù)不同編碼標(biāo)準(zhǔn)特性最終選擇H.264標(biāo)準(zhǔn)作為本圖像傳輸系統(tǒng)的編碼規(guī)范。深入研究H.264算法編解碼原理,分層格式以及關(guān)鍵技術(shù),選擇性能優(yōu)異的編碼模塊,通過MCU對編碼器配置、監(jiān)控。無線收發(fā)設(shè)備選用Microhard DDL高清IP圖傳電臺,理論傳輸距離大于5千米。設(shè)計(jì)TS Over IP系統(tǒng)將編碼器輸出的TS流協(xié)議封裝,生成IP包,以便由IEEE 802.3網(wǎng)口傳入圖傳電臺,在無線網(wǎng)絡(luò)中傳輸。完成無人機(jī)系統(tǒng)地面端平臺搭建,基于.NET平臺,運(yùn)用C#語言進(jìn)行地圖開發(fā)、GDI+技術(shù)繪圖、串口通信以及各類庫調(diào)用。對接收到的音視頻信號解碼,設(shè)計(jì)播放器實(shí)時(shí)播放,并將播放器內(nèi)嵌入地面控制臺。選用STM32F405處理器作為系統(tǒng)的控制器,對各個(gè)模塊進(jìn)行初始化及實(shí)時(shí)控制,如:配置接收器、檢測編碼器狀態(tài)、設(shè)置電臺IP地址等。集成各個(gè)系統(tǒng)模塊,使用Cadence繪制電路原理圖及PCB板圖。本文完成了小型旋翼無人機(jī)數(shù)字傳輸系統(tǒng)的分模塊設(shè)計(jì)以及整體集成實(shí)現(xiàn)。經(jīng)國家電網(wǎng)測試,在模擬高海拔、嚴(yán)寒、強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下,無人機(jī)攜帶圖像傳輸設(shè)備工作狀態(tài)良好。系統(tǒng)可靠通信距離大于2千米,高清圖像延時(shí)在350毫秒左右,支持高清播放模式,滿足電力巡檢的技術(shù)要求。
【關(guān)鍵詞】：無人機(jī) HDMI接收器 H.264編碼 TS Over IP技術(shù) 圖像傳輸
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V279;TP391.41
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 課題研究領(lǐng)域及背景10-11
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.3 課題技術(shù)要求及主要工作12-14
• 第二章 圖像傳輸系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)14-18
• 2.1 方案設(shè)計(jì)14-15
• 2.2 系統(tǒng)構(gòu)成15-16
• 2.3 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)16-17
• 2.4 本章小結(jié)17-18
• 第三章 圖像接收系統(tǒng)18-38
• 3.1 ADV7611圖像接收器18-19
• 3.2 接收器輸入輸出19-20
• 3.3 主要功能模塊20-28
• 3.3.1 HDMI接收器20-24
• 3.3.2 主分量處理器24-28
• 3.4 ADV7611接收器的配置28-33
• 3.4.1 IIC通信原理28-31
• 3.4.2 模塊IIC配置31-33
• 3.5 圖像接收器電路實(shí)現(xiàn)33-37
• 3.6 本章小結(jié)37-38
• 第四章 視頻壓縮編碼38-57
• 4.1 視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)38-41
• 4.1.1 ITU H.120標(biāo)準(zhǔn)39
• 4.1.2 ITU-T H.261標(biāo)準(zhǔn)39
• 4.1.3 MPEG標(biāo)準(zhǔn)39-40
• 4.1.4 ITU H.263及H.263+/H.263++標(biāo)準(zhǔn)40-41
• 4.2 H.264/AVC標(biāo)準(zhǔn)41-52
• 4.2.1 H.264/AVC編解碼器42-44
• 4.2.2 H.264的圖像幀44-45
• 4.2.3 H.264的檔次(profiles)和層(Levels)45-48
• 4.2.4 H.264的分層及格式48
• 4.2.5 H.264關(guān)鍵技術(shù)48-52
• 4.3 H.264編碼器實(shí)現(xiàn)52-56
• 4.3.1 編碼器簡介52
• 4.3.2 電路說明52-53
• 4.3.3 編碼器通信53-55
• 4.3.4 編碼器配置55-56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 第五章 流媒體協(xié)議封裝及通信57-77
• 5.1 TS傳輸流57-63
• 5.1.1 TS流層次結(jié)構(gòu)57-58
• 5.1.2 TS層58-61
• 5.1.3 PES層61-62
• 5.1.4 ES層62-63
• 5.2 TS Over IP傳輸網(wǎng)絡(luò)與協(xié)議63-69
• 5.2.1 總體概述63-64
• 5.2.2 TCP協(xié)議64-65
• 5.2.3 UDP協(xié)議65-66
• 5.2.4 RTP協(xié)議66-67
• 5.2.5 IP協(xié)議67-69
• 5.3 TS Over IP系統(tǒng)構(gòu)建69-76
• 5.3.1 流傳輸格式69-70
• 5.3.2 方案設(shè)計(jì)70-74
• 5.3.3 電路實(shí)現(xiàn)74-76
• 5.4 本章小結(jié)76-77
• 第六章 平臺搭建及最終結(jié)果77-86
• 6.1 空中系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)77-79
• 6.1.1 原理電路設(shè)計(jì)77-78
• 6.1.2 PCB版圖設(shè)計(jì)78-79
• 6.2 地面系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)79-83
• 6.2.1 開發(fā)環(huán)境79-80
• 6.2.2 地面控制臺80-81
• 6.2.3 視頻捕獲播放81-83
• 6.3 實(shí)際測試結(jié)果83-85
• 6.4 本章小結(jié)85-86
• 第七章 總結(jié)與展望86-88
• 7.1 工作總結(jié)86-87
• 7.2 研究展望87-88
• 致謝88-89
• 參考文獻(xiàn)89-92
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果92-93

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：812750