小型旋翼无人机数字图像传输系统的设计与实现

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1、ＵＮＩＶＥＲＳＦＥＬＥＣＴＲＯＨＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＭＭＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡｔＴＹＯＩ硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳ．■．．，ｒ＼鱗’，：’．：＾奔．！快；：拍岭视：二．屯ＡＩ；讀Ｉ＇－＾＾．＼＼／／＼賓＂Ｋｙｓｓｅ．ｖ■论文题目小型旋翼无人机数字图像传输系统的设计游现—学科专业电路与系统学号２０１３２１０２０１３０作者姓名報冬斐指导教师张洪斌教授

2、Ｉ．；：７．義麵誦丽蠢囊独剑性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方夕ｈ论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。良之：莊苗雙曰期；年／月曰作者签名州ｆ论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文，的规定，有极保留并向国家有

3、关部口或机构送交论文的复印件和磁盘允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可劫将学、位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可臥采用影印缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）：恭‘定Ａ作者签名：堇扛今皆导师签名＝？曰期；２口苗年／月日分类号密级注1UDC（题名和副题名）（作者姓名）指导教师（姓名、职称、单位名称）申请学位级别学科专业提交论文日期2016.03.31论文答辩日期2016.04.29学位授予单位和日期20166答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十

4、进分类法UDC》的类号。DesignandimplementationofminirotorUAVdigitalimagetransmissionsystemAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:CircuitsandSystemsAuthor:HanDongfeiSupervisor:Prof.ZhangHongbinSchool:SchoolofElectronicEngineering摘要摘要近年来随着多旋翼无

5、人机在航拍摄影、电力巡检等领域的越来越多应用，与之配合的图像传输系统也愈发成为无人机体系中的重要环节。针对多旋翼无人机负载有限，经常需要远距离作业等特点，结合人们对图像质量的要求越来越高，本文提出设计一款体积小、重量轻、携带方便且传输延时较低的高清数字图像传输系统。旋翼无人机的图像传输系统可以分为空中发射端与地面接收显示端两部分，课题主要研究了无人机拍摄的视频信号从采集、编码压缩至无线传输再到解码播放的整个流程。在HDMI接收端，采用ADV7611高性能接收芯片，体积相对同类芯片小50%，集成音视频采集于一体。通过阅读芯片手册，掌握A

6、DV7611组成和功能，外部控制器通过IIC总线对其合理配置。查阅视频压缩编码技术相关资料，根据不同编码标准特性最终选择H.264标准作为本图像传输系统的编码规范。深入研究H.264算法编解码原理，分层格式以及关键技术，选择性能优异的编码模块，通过MCU对编码器配置、监控。无线收发设备选用MicrohardDDL高清IP图传电台，理论传输距离大于5千米。设计TSOverIP系统将编码器输出的TS流协议封装，生成IP包，以便由IEEE802.3网口传入图传电台，在无线网络中传输。完成无人机系统地面端平台搭建，基于.NET平台，运用C#语

7、言进行地图开发、GDI+技术绘图、串口通信以及各类库调用。对接收到的音视频信号解码，设计播放器实时播放，并将播放器内嵌入地面控制台。选用STM32F405处理器作为系统的控制器，对各个模块进行初始化及实时控制，如：配置接收器、检测编码器状态、设置电台IP地址等。集成各个系统模块，使用Cadence绘制电路原理图及PCB板图。本文完成了小型旋翼无人机数字传输系统的分模块设计以及整体集成实现。经国家电网测试，在模拟高海拔、严寒、强电磁干扰环境下，无人机携带图像传输设备工作状态良好。系统可靠通信距离大于2千米，高清图像延时在350毫秒左右，

8、支持高清播放模式，满足电力巡检的技术要求。关键词：无人机，HDMI接收器，H.264编码，TSOverIP技术，图像传输IABSTRACTABSTRACTRecentyears,moreandmorerotorUAVha