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First-Person View

圖傳領航

 

第一人稱視角(First-Person View, FPV),又稱為遠端遙控者視角 (Remote-Person View, RPV),或者圖傳領航(Video Piloting),是一種從駕駛者或飛行員的視角來操控無線遙控載具 (Radio-Controlled Vehicle) 的方法[1] 。這裡我們主要談的是FPV在近年來相當熱門的話題--無人飛行載具(Unmanned Aerial Vehicle, or Drone)的應用。

[1] https://en.wikipedia.org/wiki/First-person_view_(radio_control)

 

無人機的應用領域

 

2015年被認為是無人機元年,因為在這一年無人機產業風起雲湧。若依使用領域來分,無人機可分為軍用、商業和休閒娛樂三大類。

  • 第1類是軍用機,屬高階機種,以美國為代表,搭配圖資、情報、衛星等功能,無人機可用於攻擊、偵察,甚至具有攜帶武器,完成任務返航的能力。

  • 第2類是商業應用,目前已被運用在空中巡邏及監控、貨物運送、農業、商業高空攝影(電影、廣告等)、森林防火、環境地理探勘等等。

  • 第3類則是休閒娛樂類,包括表演、運動競技、遊戲、業餘攝影等等。

由於無人機已從高端軍事用途上逐漸落實在一般人生活可觸的商業範疇及娛樂用途上,因此吸引無數廠商進入,雖然也淘汰了不少廠商,但無人機新創業者及投資金額仍年年創新高,足見無人機仍是成長中的新興產業。

無人機簡介

 

無人機和玩具遙控飛機最大的差別是人工智慧的使用,加上相關零組件的小型化,使得操作簡便,大幅降低了使用者門檻,加上價格漸趨一般玩家可以負擔的範圍,因而開啟了近年來的大幅流行。

無人機的結構設計可區分為以下五大部分:

1.    機身結構:機體軀幹及機翼等機體結構件

2.    動力系統:包括電機、電調、電池,決定無人機滯空時間及飛行的順暢。

3.    飛行控制:飛控系統、飛控晶片、陀螺儀(飛行姿態感知)

4.    影像及圖傳:雲台、空拍攝影設備,影像傳輸系統。

5.    接收及遙控:接收及發送指令至無人機。

 

我們可以說決定無人機能否順利完成整趟飛行任務取決於飛行控制及動力系統。但無人機飛行任務的資訊豐富度及即時可靠度則取決於影像及圖傳系統的好壞。

不僅傳得漂亮 還要傳得清楚

聯陽半導體:圖傳領航(video piloting)解決方案

圖傳系統的規格需求

 

(一)    傳送影像格式及頻率:早期的類比訊號圖傳,近年來已漸轉為數位訊號圖傳,讓整合智慧手機或平板電腦來觀覽空拍圖像更加容易。目前720P 高清影像解析度已是基本門檻,1080P甚至4K空拍機也陸續產出。實時傳送(real-time)也是相當重要的特點。

(二)    圖傳頻段

不需要申請使用執照的頻率範圍的「ISM頻段」是空拍用的首選。應用這些頻段無需許可證或費用,只需要遵守一定的發射功率(一般低於1W),並且不要對其它頻段造成干擾即可。

ISM頻段在各國的規定並不統一。目前空拍機常用的ISM頻段包括902~928MHz(頻寬26MHz)、2.4~2.4835GHz(頻寬83.5MHz)、5.725~5.85GHz(頻寬125MHz)。

(三)    圖傳距離

無人機的飛行和圖傳距離當然是越遠越好。影響距離的原因包含使用的頻段,越高頻訊號傳送距離越短。圖傳系統的通訊協定,使用元件,天線設計等等也均會影響圖傳距離。