树莓派图传和DIY方法
smith2023/05/27原创 极客DIY IP:广东
关键词
树莓派数字图传图传无人机

研究了一段时间的数字图传, 最后自己下手做了一套出来, 这篇文章分享一下目前最具性价比也是最主流的大功率数字图传的DIY方法。

先介绍一下树莓派图传的历史以及三个树莓派图传方案的关系

最早的树莓派图传方案-----EZ-wifibroadcast

logo115.png

注意看,国外一小伙忍受不了模拟图传的垃圾画质,以及商品数字图传高昂的价格, 他决心自己发明一套数字图传系统出来, 他用树莓派做了一套图传系统, 他就是EZ-wifibroadcast的作者rodizio1

项目地址:XXXXXXXXXXXXXXXXXX/rodizio1/EZ-WifiBroadcast

EZ-wifibroadcast采用一个树莓派作为天空端, 连接一个大功率RTL8812AU网卡, 一个OV5647摄像头。再用一个树莓派作为地面端, 同样用一个RTL8812AU网卡接收,把天空端的图像显示在HDMI上面。

主要的工作都是在软件上, 树莓派图传和其他廉价wifi图传的创新之处在于, 树莓派图传的接收端不是通过TCP/IP协议接收, 而是把网卡设置成monitor状态, 这样wifi就直接把802.11帧直接报上来, 使得协议开销大大减少,同时接收端并不需要和发射端握手,整个工作模式类似于模拟图传的广播方式, 再加上rtl8812au网卡的功率都很大, 因此使得这套图传能够实现恐怖的100km拉锯。

EZ-wifibroadcast的好处是能支持比较老旧的pi1,但作者在2018年之后就没有维护了, 因此又冒出两个树莓派图传方案

OpenHD图传

Plain_OpenHD_Logo.jpg

OpenHD是在wifibroadcast的基础上开发图传系统,最知名也最广泛, 提起树莓派图传就想起它, 他的好处同样是搭建简单,但是对pi的要求比较高, 需要Pi3以上

OpenHD的项目地址:

XXXXXXXXXXXXXXXXXX/OpenHD/OpenHD

wfb-ng图传

logo-big.png

这个是我重点介绍的图传项目, 这个图传项目相当于EZ-wifibroadcast的延续, 同时对pi的要求不高, 甚至支持地面端使用笔记本电脑直接接收,而且最主要, 软件上进行了改进

wfb-ng图传在软件上支持UDP传输, 同时对数据包的大小没有固定, 因此可以对抗恶劣传输环境,拉远距离更优秀, 成本更低。

接着说一下怎么搭建:

材料:

天空端:

树莓派1A+ 或者树莓派zero w  一个,  某鱼上面60元一个, 推荐512M的

a-overhead-0.jpg

RTL8812AU网卡, 某宝在50~68之间, 推荐买60黑盒子的那种,功率更大 ,买2个以上

8812.png


OV5647摄像头, 价格35~60

其实不一定是ov5647, 只要是树莓派支持的摄像头即可

ov5647.png


5V降压模块,要3A以上的,  4~5元一个,买 2个以上

bec.png

接着就是锂电池, 2s航模锂电池即可,我用的是两节14500电池

bat.png


天空端的组装方式如下:

图传.png

组装效果:

IMG_20230527_224229700_HDR.jpg


地面端的组装方式

接着说地面端的组装方式, 地面端使用一个pi3, 这个就需要你多花点钱了,需要一个性能好一些的

价格在300~500之间,当然你也可换成一台Ubuntu电脑, 不过这个需要你有更好的技术

3.jpg

一个HDMI显示屏,我是使用HDMI采集卡

hmdi.png

一个上面的同样的RTL8812AU网卡

8812.png

由于RTL8812AU的功率还是太大, 也是需要给他单独供电,你可以也找一个hub


结构图如下:

g.png

组装好的效果如下, 我使用的Pi 3A+,

IMG_20230527_225709236_HDR.jpg


固件烧录:

固件直接在wfb-ng的官网下载,

XXXXXXXXXXXXXXXXXX/svpcom/wfb-ng/releases/tag/wfb-ng-23.01

下载后用win32DiskImager烧录到卡里面, 然后插上卡启动, 天空端和地面端都是一个固件


调参:

接着给树莓派设定工作模式, 连接树莓派的串口,所有的pi串口都是这几个脚, 连接RX,TX,GND即可

20210809233508349.png


启动完成登录之后,对于地面端, 运行这些命令:

sudo systemctl enable wifibroadcast@gs
sudo systemctl enable fpv-video
sudo systemctl enable osd
sudo reboot

对于天空端, 运行这些命令

sudo systemctl enable wifibroadcast@drone
sudo systemctl enable fpv-camera
sudo reboot

重启后, 就可以看见画面啦! OV5647夜拍效果不佳

WIN_20230527_21_05_29_Pro.mp4 点击下载

后面需要做一个稳定的壳子, 就可以装无人机了


[修改于 9个月4天前 - 2023/05/28 00:54:29]

+1  科创币    大仙    2023/05/28 感谢分享
来自:综合交流区 / 极客DIY
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~~空空如也
smith 作者
9个月4天前 IP:广东
921055

按照上面的方案, 选择便宜一点的pi3B, 成本在500元以内, 如果选择用Ubuntu笔记本电脑 ,成本可以再降低到300元以内

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smith作者
9个月4天前 IP:广东
921057

图传视频最后的卡顿应该是摄像头供电导致的,天空端调试阶段还在使用USB供电,树莓派USB供电相当废柴,摄像头打开USB供电电就不够了

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BSP
9个月4天前 IP:湖南
921058

惊叹于单向wifi信号能传100km之远😧而且还是视频这种相对高的速率。

网卡是符合要求的500mW发射功率吗

为什么从双向握手改成广播能增加这么远的传输距离呢

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smith作者
9个月4天前 IP:广东
921063
引用BSP发表于3楼的内容
惊叹于单向wifi信号能传100km之远😧而且还是视频这种相对高的速率。网卡是符合要求的500mW...

用ac56之类的网卡功率是800mW甚至更高,200多还能买到2W的网卡,其实熟悉无线电传播的原理,你就会发现无人机是从高往低传,覆盖得很远,而地面站是从低往高传,遇到障碍物就没了,又不是短波能绕射

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warmonkey
9个月3天前 IP:广东
921081
引用smith发表于4楼的内容
用ac56之类的网卡功率是800mW甚至更高,200多还能买到2W的网卡,其实熟悉无线电传播的原理,...

信道是双向对称的,s21=s12

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银災
9个月1天前 IP:贵州
921158

目前仅支持8812网卡吗

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smith作者
9个月1天前 IP:广东
921161
引用银災发表于6楼的内容
目前仅支持8812网卡吗

AR9271也可以, 不过9271只有2.4G, 使用2.4G可能会影响遥控器

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可爱的叔丁基锂
9个月1天前 IP:中国
921162

这个图像相当清楚了,缺点就是体积太大,小一点的机就塞不下


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smith作者
8个月23天前 IP:广东
921518

IMG_20230607_225944241_HDR.jpg


3D打印了一个盒子,支持树莓派和华硕的网卡,除了fpc线搞错了方向,不得不卷起来,其他的大小都合适,感觉可以装无人机了

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smith作者
8个月2天前 IP:广东
922254

话说最近树梅派的价格跌得厉害啊,直接打回疫情前的原型力

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零2探索者
7个月22天前 IP:广东
922536

请问延迟多少啊?我之前看到过一个树莓派数传延迟很大

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smith作者
7个月21天前 IP:广东
922573
引用零2探索者发表于11楼的内容
请问延迟多少啊?我之前看到过一个树莓派数传延迟很大

100ms 到 200ms 左右, 据说两边都用pi3 , 用7寸LCD屏幕不用hdmi显示能到60ms


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apple007
7个月16天前 IP:江苏
922743

这个方案为什么硬件要求比openhd低,难道画质或者延迟等方面性能较差?

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smith作者
6个月14天前 IP:广东
924044
引用apple007发表于13楼的内容
这个方案为什么硬件要求比openhd低,难道画质或者延迟等方面性能较差?

ohd的代码更大一些, 但最主要还是wfb-ng用树莓派zero来测试保证树莓派1能用, 而ohd直接在文档上面要求用pi3以上

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山雨欲来风满楼
5个月5天前 IP:海南
925569

惊异于0.8瓦功率的图传能用非指向性天线能打100km😨

不过我觉得可以改装一下射频部分,整个功率大一点的PA提升信噪比(这可能会远高于豁免功率😢

或者可以思考用其他的方案实现小型化,之前见有些USB网卡可以跑Linux,有没有可能把它改一下,然后自己把RTL8812AU网卡的电路重新画一下,两者结合起来,应该能降低重量和体积🤔

好吧,这好像很困难()

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smith作者
5个月2天前 IP:广东
925626
引用山雨欲来风满楼发表于15楼的内容
惊异于0.8瓦功率的图传能用非指向性天线能打100km😨不过我觉得可以改装一下射频部分,整个功率大...

已经有了, 某宝有2W的RTL8812AU卖, 大小也做得和飞控差不多大(价格200元), 华硕网卡只有500~800mW都已经能够轻松几公里

自己做PA难度挺高,看功率计信号是放大了, 但是失真解码不出


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wonly3
4个月11天前 IP:四川
926349

请教楼主,如果网卡直插,效果怎么样?距离是多少?

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wonly3
4个月10天前 IP:四川
926357

您好楼主,这几天正按照此贴搞一个图传,搞了几天还是没能显示,综合几个问题特向您请教:

1、我想只是测试连通性,我的网卡就没有专门接电源,这样有没有问题?另外我的地面端用的4B,好像有内置网卡,这会有影响吗?需要做什么设置吗?

2、安装系统启动以后有提示设置,其中地面端比帖子上多了一句sudo systemctl enable rtsp,有影响吗?我试了一下设置不设置都没看到信号;

3、地面端启动以后一直就是黑屏,什么信息都没有,如何甄别是发射端的问题还是接收端的问题?甚至如果是发射端能否甄别是摄像头还是网卡?

58d790eec32de9e3ce917ba9057295f.jpg

1f3dd9582d153f6f4750c0635bf091e.jpg

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smith作者
4个月9天前 IP:广东
926361
引用wonly3发表于19楼的内容
您好楼主,这几天正按照此贴搞一个图传,搞了几天还是没能显示,综合几个问题特向您请教:1、我想只是测试...

内置网卡还好, 在配置文件中可以选择网卡的, 内置网卡没有影响


地面端黑屏不正常, 应该是没有配置对, 如果没有天空端, 地面端也会显示那个OSD界面


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wonly3
4个月9天前 IP:四川
926365
引用smith发表于20楼的内容
内置网卡还好, 在配置文件中可以选择网卡的, 内置网卡没有影响地面端黑屏不正常, 应该是没有配置对,...

我用了sudo systemctl enable osd设置OSD的,但是没有连接任何飞控。还需要什么操作吗?

另外两个网卡间需要设置信道、频率或者IP端口什么的吗?

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smith作者
4个月9天前 IP:广东
926369
引用wonly3发表于21楼的内容
我用了sudo systemctl enable osd设置OSD的,但是没有连接任何飞控。还需要什...

理论上是不需要配置的, 默认有, 如果要改可以改/etc/XXXXXXXXXXXXXXXXg这个文件

黑屏我怀疑是sudo systemctl enable wifibroadcast@gs 没有生效

或者网卡没有挂上去, lsmod 和ifconfig 看看


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wonly3
4个月9天前 IP:四川
926371
引用smith发表于22楼的内容
理论上是不需要配置的, 默认有, 如果要改可以改/etc/XXXXXXXXXXXXXXXXg这个文件...

按照上面方法做了两张地面端的卡,都是黑屏。按理说没有挂网卡,OSD也应该显示吧?

启动就黑屏,没有控制台,也没有做远程SSH,现在不知道怎么能会到控制台输入指令呢

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