本帖最后由 gault 于 2013-6-7 14:08 编辑
为了能够有效的保证wifi的通信信号，目前正在研究AAT（天线自动跟踪系统）……
论坛上也有其他模友作一些相似的研究（最近才发现），我把链接放在最底下了，感兴趣的可以去看一下。我估计在多旋翼上应用这个方案应该说是比较成熟了，固定翼上最大的问题就是wifi通信距离。废话不多说，先看图。
好久没写程序了，努力捡了点Qt编程回来，写了个udp控制端，取代直接打命令。本是想集成开源的mavlink协议，然后就可以用开源的地面站直接控制就行了，搞了半天发现没啥意义，因为等这个方案验证了最终是要用apm之类的飞控来代替arduino开发板的，现在只需要验证一下wifi作为图传数传的可行性就行，换句话说就是能控制和传回数据就行。
总体思路是703n与arduino之间用串口通信，在703n上用socat将串口与一个UDP端口映射，然后在电脑上用这个程序去连接703n上的udp端口，这样就可以操作到arduino了。
把USB摇杆也整进来了，用USB摇杆可以多个通道同时控制。我到底在做什么？呵呵。。。貌似我要做的只是验证图传数传的可行性，而不是做wifi遥控器。。。今天把2.4g控和usb摇杆一起测试了，2.4g控制下发现动usb摇杆发现有很大的干扰，出身冷汗，以为真的是wifi和2.4g有干扰，后来证实是arduino上程序的问题，归根结底还是通信协议没设计好，看来集成mavlink协议还是有必要的。
设备清单：- 舵机 x 3
- 电机 x 1
- 电调 x 1
- 电池 x 1
- 2.4g接收 x 1
- 2.4g遥控 x 1 （未显示在图中）
- usb摄像头 x 1
- tp-link wr703n mini无线路由器 x 1 （刷openwrt，升级了rom和ram,加了外置天线）
- usb hub （4口） x 1
- usb连接线 x 2
- Arduino UNO + 传感器扩展板 x 1 （图中已经连在一块了）
硬件连接：
- 将2.4g信号线连接到Arduino指定数字引脚上，我的接收机是6通的，所以占用6个数字引脚。
- 电机，电调，电池正常连接（最后一步再上电），电调信号线和舵机信号线连接到Arduino指定数字引脚上，我这用了3个舵机和1个电调，所以占用4个数字引脚。
- 将Arduino与USB Hub用USB数据线连起来，作用是一方面给USB Hub供电，另一方面作为Arduino与路由器串口通信。
- 将无线路由器的电源口用USB线与USB Hub连接起来，作用是从USB Hub那里取电。
- 将USB Hub的USB接头插入无线路由器的USB口（非电源口，703n带一个USB接口的），作用是扩展路由器的USB口，因为我们要给路由器连接USB摄像头和Arduino开发板。
- 将USB摄像头插入USB Hub中。
- 通通连接好之后给电调插入锂电池上电，至此，所有硬件均已通电。
实验目的：
- 验证是否可以通过无线路由器+USB摄像头方案代替数传与图传模块。实验暂用Arduino作为飞控板，自己编写实验程序。实用方案可以采用Ardupilot-mega (APM 2.5)代替Arduino.
实验程序：
将控制分为两种模式：2.4g遥控器控制模式 + 串口终端控制模式。在任何模式下，另外一种模式均可取得控制权，但不能二者同时控制。
- 如果当前是串口终端控制模式，遥控器要想取得控制权只需拨动指定的空闲通道，我这里用的是襟翼通道，是个三向开关，只要随意拨动一档，遥控器马上取得控制权。此时，串口终端失去控制权。
- 如果当前是遥控器控制模式，串口终端要想取得控制权需要发送控制请求命令给无线路由器，路由器在成功应答后，串口终端马上取得控制权。此时，遥控器将失去控制权。
实验结果：
- 图像传回稳定，不受2.4g信号干扰。
- 遥控器模式控制精准，没有wifi信号干扰。
- 串口终端模式控制精准，不受2.4g信号干扰，遥测数据正常。
实验结论：
- tp-link wr703n mini无线路由器 + USB摄像头方案从理论上讲，可以代替普通数传与图传模块。
遗留问题：
- 相较于普通数传与图传模块，这里代替它们的设备是USB Hub, wr703n, usb摄像头以及若干USB数据线。如何减重？这里先想到的有去掉所有设备外壳，包括摄像头和wifi天线外壳，选用较轻较短的USB数据线，必要时重新焊接定制的USB线等。
- mini无线路由器信号发射距离和信号接收灵敏度如何？因为我们这里是需要遥控和测量+图像双向通信，即所谓的遥测再加一个图像，所以这两方面都需要考虑。增加了外置天线后效果如何？需要场测数据。另外，可以考虑连接大功率USB无线网卡（如8187l和rt3070）取代内置的无线模块。
To do list:- 拉距测试，预期1KM覆盖半径。两端均使用rt3070大功率USB无线网卡（标称发射功率400mv，峰值功率1000mw，烧得脑袋疼啊，呵呵）。飞机端使用高增益全向天线或蘑菇天线（一般2.4G图传用多少dbi的？），地面站使用14dbi高增益大面积平板天线。（BJ限号不让买车，真是不太方便出去场测啊，郁闷）
- 在无线路由器上将Arduino串口映射成一个UDP端口，在网上找到的资料，看来是不用写代码了，Linux能复用的东西就是多啊。(已完成)
- socat udp-l:14551,reuseaddr file:/dev/ttyACM0,nonblock,raw,echo=0,waitlock=/var/run/tty,b115200
- 研究mjpg-stream开源网络摄像头视频传输软件。一方面提高画面传输速率，目前画面传输的延迟大概在半秒左右（一般要求多少？FPV和UAV分开来说），在网上查到的资料是有一些udp,rtsp等协议的模块，但不稳定。另一方面，研究一下源码看看能不能直接在路由器上合成OSD（对于FPV有意义，对于UAV实际上没什么意义了，把遥测数据传回地面站在PC上合成肯定快得多，而且大部份地面站也支持这功能）。
相似研究：
最新想法：
mjpg-streamer传视频延迟大，500ms左右，而且运动画面效果也不佳。有可能是USB摄像头本身采集数据就很慢，我用的是中星微301芯片的摄像头，很低端的摄像头了，高端一点的摄像头可能会好点。因为mjpg-streamer本身并不作任何编码，只是把摄像头的每一贞画面拿出来再通过http转发，所以按理说不存在性能瓶颈。实测也是CPU占用很低，703n的CPU还很空闲。估计可能的的原因出在http上，http针对这种实时性要求很高的应用，显然是不适合的。现在能够想到的一是换高端摄像头，至少在电脑上用采集速度很快的，二是要想办法用其它实时性更高的协议，如rtp,udp等。
另外，拿iPhone做了实验，iPhone自带的摄像头照像速度很快路人皆知了，也是它的优势功能之一。iPhone有无线摄像头这样的应用，电脑上装上对应的驱动程序后会创建一个无线网络摄像头，就像使用正常的usb摄像头一样，QQ等聊天软件都能正常使用，而且速度很快。真的很快，比USB摄像头还要快，而且是无线的！！！不过如果这个方案要上iPhone，好像就没什么意义了。安卓也有类似的应用，不过安卓手机本身的取景速度和照像性能不敢恭维。
所以目前的想法如下，用手机代替USB摄像头，利用高性能拍照手机的摄像能力来达到准FPV和UAV的图传要求。其它模块功能保持不变。
实验程序：
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发表于 2013-4-15 21:51
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