一种基于4G网络的无人机图像、视频传输分发系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于4G网络的无人机图像、视频传输分发系统及方法，所述系统包括一台无人机及相应飞控硬件、一台树莓派板，所述树莓派与无人机飞控硬件相连，获得无人机飞控信息；云端服务器，用以接收基于4G网络传输的无人机飞控信息，并由若干指定手机访问服务器下载飞控信息；若干手机，所述手机使用4G网络，并安装自主开发的地面站app，所述无人机地面站能够同时接收来自不同无人机的回传信号，并同时控制多个无人机。该基于4G网络的无人机图像、视频传输分发发系统及方法中无人机飞控信息使用mavlink协议发送至云端服务器，可以实现多手机端地面站app接收视频和飞控信息，打破传统方法中只能一台设备接收无人机视频和飞控信息的局限。

A transmission and distribution system and method of UAV image and video based on 4G network

【技术实现步骤摘要】
一种基于4G网络的无人机图像、视频传输分发系统及方法
本专利技术涉及无人机
，具体为一种基于4G网络的无人机图像、视频传输分发系统及方法。
技术介绍
无人机现在的应用越来越广泛，在航拍、侦察、公安/消防/交通/应急救援、海关边防/海监巡查、实时转播/现场监控、电力巡线/管道巡线、植保等都得到了广泛应用。目前无人机飞控信息传输方法主要是基于WIFI的无人机飞控传输技术，其信息传输速度可靠，但是接收端的地面站必须与无人机保持较近距离，而且接收端只能是一部无人机控制器或手机，不能实现多端接收。无人机现在的应用越来越广泛，在航拍、侦察、公安/消防/交通/应急救援、海关边防/海监巡查、实时转播/现场监控、电力巡线/管道巡线、植保等都得到了广泛应用。对于较大范围区域的无人机巡航监控来说，目前存在的组网技术有以下几种。第一种是由一架无人机作为中继，通过WIFI与其他多架无人机组网，以扩大数据传输距离和覆盖面积；但是作为中继的无人机与地面站之间带宽有限，无法将所有无人机的实时高清图像同时发往地面，同时地面站也没法同时对所有无人机进行控制操作。第二种是分散部署多台地面站，控制无人机飞行，当无人机检测到与某地面站通讯信号好的时候，就切换到与这一个地面站的连接上来。但是该方案需要无人机与多台地面站之间做网络切换，实现起来很复杂；而且由于电量的限制无人机覆盖的区域较小。第三种是通过公用的3/4/5G网络来控制无人机，进行远距离控制无人机飞行和实时的视频监控，该方案需要利用移动通讯的基站与无人机进行通讯。因此，如何在较大范围区域较佳地实现无人机任务，如巡航监控、喷洒农药等已成为亟需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于要解决的技术问题是针对传统微波整流方式，即使用二极管或者三极管等半导体器件的整流结构的不足，提供一种基于4G网络的无人机图像、视频传输分发系统及方法。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种基于4G网络的无人机图像、视频传输分发方法，包括以下步骤：S1：飞行控制器启动，飞行监测器采集无人机运行数据；S2：飞行监测器通过一步通信的方式将飞行信息传递给无人机机载计算机；S3：高清运动摄像机启动，并将视频流传输到无人机机载计算机；S4：机载计算机对无人机运行数据进行接收、使用mavlink以及udp协议对数据进行打包、编码；S5：机载计算机对视频流进行预处理；S6：机载计算机对预处理后的视频流进行压缩编码：h.264；S7：机载计算机对编码后的视频流进行传输编码；S8：机载计算机将做好的数据、图像通过wifi发送到4G传输模块；S9：4G模块将数据发送至服务器；S10：通过服务器的路由设备，使不同终端同时接收数据。优选的，所述步骤S5中处理方式包括防抖处理：用Ransac-based全局二维估计方法来最小化l2误差，实现连续帧之间的图像估计；去噪处理：用局部自适应二值化以及核大小为5的中值滤波搭配双边滤波对图像去噪。优选的，所述步骤S6的h.264中通过自适应去除块效应的滤波器对预处理后的视频流进行压缩编码。第二方面，本专利技术提供了一种基于4G网络的无人机图像、视频传输分发系统，所述系统包括一台无人机及相应飞控硬件、一台树莓派板，所述树莓派与无人机飞控硬件相连，获得无人机飞控信息；云端服务器，用以接收基于4G网络传输的无人机飞控信息，并由若干指定手机访问服务器下载飞控信息；若干手机，所述手机使用4G网络，并安装自主开发的地面站app，所述无人机地面站能够同时接收来自不同无人机的回传信号，并同时控制多个无人机。优选的，所述无人机安装有图像监控装置、飞控装置PIXHAWK、机载计算机、云端服务器、无线发射模块和手机端地面站APP，其中，图像监控装置包括：高清运动摄像机、卫星导航单元、惯性测量单元、超声定高模块、无人机电池管理系统。优选的，所述树莓派板使用mavlink协议发送飞控信息至云端服务器。优选的，所述自主开发的地面站app包括地面站设置、无人机设置、航迹规划和飞行控制。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：该基于4G网络的无人机图像、视频传输分发系统及方法中4G网络的传输距离广泛、传输速度快，无人机拍摄视频和飞控数据可以通过4G网络传输较远距离，打破了传统基于WIFI方法传输无人机飞控数据距离短的限制；开发手机地面站app接收无人机视频和飞控信息，使得用户可以在更多场合、更加方便的得到无人机实时视频和飞控信息；无人机实时拍摄视频使用H.264编码，并将编码后的信息通过rtsp协议发送至服务器，无人机飞控信息使用mavlink协议发送至云端服务器，可以实现多手机端地面站app接收视频和飞控信息，打破传统方法中只能一台设备接收无人机视频和飞控信息的局限。通过对图像进行处理，可以筛选有用信息，实现视频流一体式处理附图说明图1为本专利技术一种基于4G网络的无人机图像、视频传输分发系统及方法的图数传系统流程图。图2为本专利技术一种基于4G网络的无人机图像、视频传输分发系统及方法的app系统结构示意图。图3为本专利技术一种基于4G网络的无人机图像、视频传输分发系统及方法的方法流程结构示意图.具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，本专利技术提供一种技术方案：一种基于4G网络的无人机图像、视频传输分发方法，包括以下步骤：S1：飞行控制器启动，飞行监测器采集无人机运行数据；S2：飞行监测器通过一步通信的方式将飞行信息传递给无人机机载计算机；S3：高清运动摄像机启动，并将视频流传输到无人机机载计算机；S4：机载计算机对无人机运行数据进行接收、使用mavlink以及udp协议对数据进行打包、编码；S5：机载计算机对视频流进行预处理；S6：机载计算机对预处理后的视频流进行压缩编码：h.264；S7：机载计算机对编码后的视频流进行传输编码；S8：机载计算机将做好的数据、图像通过wifi发送到4G传输模块；S9：4G模块将数据发送至服务器；S10：通过服务器的路由设备，使不同终端同时接收数据。进一步的，所述步骤S5中处理方式包括防抖处理：用Ransac-based全局二维估计方法来最小化l2误差，实现连续帧之间的图像估计；去噪处理：用局部自适应二值化以及核大小为5的中值滤波搭配双边滤波对图像去噪。进一步的，所述步骤S6的h.264中通过自适应去除块效应的滤波器对预处理后的视频流进行压缩编码。进一步的，所述服务器中转控制信息和采集图像时提供自动标记本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于4G网络的无人机图像、视频传输分发方法，其特征在于：包括以下步骤：/nS1：飞行控制器启动，飞行监测器采集无人机运行数据；/nS2：飞行监测器通过一步通信的方式将飞行信息传递给无人机机载计算机；/nS3：高清运动摄像机启动，并将视频流传输到无人机机载计算机；/nS4：机载计算机对无人机运行数据进行接收、使用mavlink以及udp协议对数据进行打包、编码；/nS5：机载计算机对视频流进行预处理；/nS6：机载计算机对预处理后的视频流进行压缩编码：h.264；/nS7：机载计算机对编码后的视频流进行传输编码；/nS8：机载计算机将做好的数据、图像通过wifi发送到4G传输模块；/nS9：4G模块将数据发送至服务器；/nS10：通过服务器的路由设备，使不同终端同时接收数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于4G网络的无人机图像、视频传输分发方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：飞行控制器启动，飞行监测器采集无人机运行数据；
S2：飞行监测器通过一步通信的方式将飞行信息传递给无人机机载计算机；
S3：高清运动摄像机启动，并将视频流传输到无人机机载计算机；
S4：机载计算机对无人机运行数据进行接收、使用mavlink以及udp协议对数据进行打包、编码；
S5：机载计算机对视频流进行预处理；
S6：机载计算机对预处理后的视频流进行压缩编码：h.264；
S7：机载计算机对编码后的视频流进行传输编码；
S8：机载计算机将做好的数据、图像通过wifi发送到4G传输模块；
S9：4G模块将数据发送至服务器；
S10：通过服务器的路由设备，使不同终端同时接收数据。


2.根据权利要求1所述的一种基于4G网络的无人机图像、视频传输分发方法，其特征在于：所述步骤S5中处理方式包括防抖处理：用Ransac-based全局二维估计方法来最小化l2误差，实现连续帧之间的图像估计；
去噪处理：用局部自适应二值化以及核大小为5的中值滤波搭配双边滤波对图像去噪。


3.根据权利要求1所述的一种基于4G网络的无人机图像、视频传输分发方法，其特征在于：所述步骤S6的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄德青，秦娜，戴熙，黄昌鹤，付远哲，刘子仪，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川;51