Запуск стратосферної аеростата з камерою та камерами також несе певний ризик втратити вантаж. У цьому випадку ми не дійдемо до знімків, зроблених камерою чи камерами.
Було б дуже цікаво зробити кілька знімків з повітряної кулі під час польоту. Поки що ми досі є аматорським проектом, і у нас немає можливості для деяких складних та складних рішень для передачі зображень. У цій статті я спробую узагальнити принаймні ті варіанти, які придатні для проекту нашого обсягу, і коротко описати обраний спосіб передачі.
Критерії, які слід враховувати при виборі технології передачі зображення:
- якість зображення та роздільна здатність
- рухоме або нерухоме зображення
- швидкість середовища передачі (радіодоріжка), необхідна пропускна здатність
- використовуване передавальне радіообладнання (потужність, дальність, потужність, вага)
- використовуване приймальне радіообладнання (приймач, антени)
Передача відео (відео)
Для цієї передачі можна було б використовувати, наприклад, системи FPV (First Person View), що використовуються авіамоделістами. Ці системи працюють в діапазонах 1,2 ГГц, 2,4 ГГц, 5,8 ГГц. Дальність дії таких пристроїв зазвичай становить близько десятків кілометрів. Діапазони 2,4 ГГц і 5,8 ГГц також використовуються технологіями передачі даних WiFi, можна припустити, що існують перешкоди при передачі відео.
Діапазон 1,2 ГГц також призначений для аматорського радіо в нашій країні. Завдяки ліцензії аматорського радіо, якою я володію, ми могли б використовувати цей діапазон. На великі відстані (50-150 км між приймачем і передавачем) нам довелося б використовувати великі спрямовані антени або параболічні антени. Ці антени повинні були б відстежувати положення аеростата. Передавач із більшою потужністю, природно, має більше споживання енергії акумулятора. Їх повинно бути більше у вантажі, що знову ж таки означає збільшення ваги.
Ми хотіли б перевірити цю можливість колись, але швидше в той час, коли потік буде значно слабшим і аеростат не буде летіти занадто далеко від місця запуску - Хьюстона. Щоб мати більше шансів отримати зображення протягом польоту. Якщо в січні нам трапиться слабший потік, ми також розглянемо цю можливість.
Передача нерухомих зображень (фотографій)
Аматорське радіо знає передачу зображень через т.зв. Повільне сканування телебачення = SSTV. Таким чином, наприклад, зображення також передаються з міжнародної станції МКС за допомогою радіоаматорського обладнання (не NASA 🙂) - приклад зображень з МКС.
Ці зображення мають низьку роздільну здатність, і, як випливає з назви, передача відбувається повільно. Перевагою є відносно невелика необхідна пропускна здатність - близько 2,5 кГц, і той факт, що ми могли б використовувати перевірені радіомодулі на частоті 434 МГц потужністю 10 мВт. З такою малою потужністю ми отримали телеметрію від СТС-1 навіть на відстані понад 100 км. Ми навіть повідомляли про прийом нашої телеметрії з Німеччини (близько 400 км). Однак недоліком SSTV є спотворення зображення, спричинене перешкодами або витоком сигналу.
Деякі з цих недоліків вирішує дещо вдосконалена форма "повільного" телебачення - SSDV (Slow Scan Digital Video). Цей метод був розроблений Філіпом Хероном (fsphil), одним з активних членів Великого товариства Великобританії (UKHAS). "Аналогова" передача була замінена цифровою SSTV, в якій зображення передає великі пакети як 256 байт. Оригінальне зображення у форматі jpeg перетворюється на пакети, і зображення, закодоване таким чином, має розмір приблизно на чверть. Потім зображення передається по тому самому каналу, що і телеметрія. Використовується модуляція FSK (RTTY) зі швидкістю 300 біт/с, як і в STS-1. Пропускна здатність зазвичай становить близько 600 Гц. Перевагою такої передачі є помітно краща якість зображення.
Частота 434 МГц знову використовується для передачі та декодування зображень через SSDV.
Під час польоту STS-2 ми перевіримо передачу зображень через SSDV.
Як SSDV працюватиме в STS-2 ?
Для кодування зображень ми використаємо плату Linux Raspberry PI. До нього буде підключена USB-камера. Збереження зображень у форматі jpeg забезпечуватимуть програми від fsphil та fswebcam. Таким чином ми отримуємо зображення з роздільною здатністю 352 x 288 пікселів. Ви можете заперечити, що це досить невелика роздільна здатність, але нагадаю, що для передачі зображення ми маємо швидкість лише 300 біт/с. тож нам доведеться чекати фотографій із камери 16 Мпікс лише після знаходження навантаження 🙂
Зображення JPEG кодуються у форматі SSDV і передаються радіомодулем Radiometrix NTX2 потужністю лише 10 мВт. Пакети телеметрії та пакети зображень можуть передаватися по черзі. Однак для передачі телеметрії ми будемо використовувати перевірений метод з польоту STS-1 окремим модулем. Raspberry PI буде транслювати лише зображення.
Завантаження одного зображення займе близько 4-5 хвилин.
Прийом зображень буде можливим, а також прийом телеметрії - на частоті 434 МГц (точна частота буде оголошена). Для декодування використовується модифікована програма dl-fldigi від UKHAS. Після декодування пакета він відображається безпосередньо в програмі, а пакет відправляється на сервер. Таким чином, зображення буде доступне в Інтернеті для інших, хто не є приймачем 434 МГц.
Ще однією великою перевагою SSDV перед SSTV є те, що пакети, отримані від декількох слухачів, агрегуються на сервері. Так наприклад якщо я опускаю пакет під час його отримання, але хтось отримує його, на сервері буде зображення без відсутнього пакета. Те саме стосується декодування телеметрії через dl-fldigi.
17 думок на тему “STS-2 Flight Transfer Image”
При передачі відео також можна використовувати метод передачі, який вони використовують для стандартів DVB. Звичайно, це вимагає більш вимогливих розробок та підготовки. Сигнал камери слід стискати за допомогою MPEG-2, MPEG-4 або H.264, щоб зменшити бітрейт. Згодом цей потік даних повинен модулюватися на носії за допомогою модуляції QPSK. Це надійна цифрова модуляція, що використовується в супутниковому зв'язку. Перевага перед аналоговою модуляцією відеосигналу полягає в тому, що для надійної передачі потрібно менше енергії. Падіння на бік аеростату вистачило б для передавальної антени типу QFH, на приймальній стороні, меншої прикріпленої тарілки.
Так, Макс, це теж одна з можливостей. Так само, як ви пишете, набагато складніше розвиватися. Можливо, колись у найближчі роки ... Розміри та вага, до яких ми маємо відповідати, є досить великим обмеженням для будь-якої технології. На початку 1500 грам може бути багато, але кожна електроніка щось важить, їй потрібен акумулятор ... STS-1 важив близько 1000 г, включаючи коробку, і можна сказати, що там майже нічого не було 🙂
Спробуйте переглянути модулі Tecnoroll http://www.tecnoroll.it/comprofile/defaulteng.htm
Очевидно, з ними можна було б скласти відеопередавач стандарту DVB-S із невеликою вагою.
Дякую за підказку та натхнення для наступних рейсів.
Якщо можу запитати, чи не враховувалось також використання звичайного аналогового відео пропускної здатності? Якщо у вас є телеметрія, тоді це точно можна зробити непогано за допомогою спрямованої антени та трекера ...
Звичайно, ми теж це врахували. Однак у радіоаматорському діапазоні 434 МГц така робота заборонена. У нас діапазон 1,2 ГГц. У нас є обладнання, готове для цієї смуги, але поточна вага STS-2 більше не дозволить нам її повісити. І звичайно, нам потрібно перевірити це належним чином (передавальна, приймальна антена тощо). Ми очікуємо, що пряме відео пролетить у весняну місію STS-3
з сітковою антеною 24dbi?
Деякі модельєри з ним пролетять понад 50-100 км.
Це може бути. Я просто ніде не бачу відео
Для передачі відео fpv-моделятори використовують діапазон 2,4 ГГц, наприклад із цим https://hobbywireless.com/index.php?main_page=product_info&products_id=26
Є можливість такого передавача в діапазоні 1,2 ГГц, але я не знаю, які межі мовлення в Словаччині.
Але те, що ви повинні взяти до уваги, і ви напевно знаєте, це відокремити частоту передачі управління та статистику від відео.
Требари контролюють і зондують при частоті 433 МГц, а відео - при частоті 2,4 ГГц або 1,2 ГГц. З подібним передавачем і хорошою антеною не повинно бути проблемою передавати відео в кілька кадрів в секунду.
Дальність дії до 50 км. Практично, використовуючи це обладнання та відповідні приймачі, ви можете встановити злітну вагу 1-2 кг. Якщо літак EPOR/EPP може літати з ним протягом 50 хвилин на батареях 2x 3300mAh 4S Turnigy, ваш аеростат точно не повинен мати проблем, оскільки ви, мабуть, не будете так активно користуватися двигуном або будь-яким іншим.
Так, ми вже підготували FPV на частоті 1,28 ГГц, що є саме в аматорському діапазоні з нами. Однак ми не тестували його зовні з іншими антенами, як це постачає виробник. Душан з нашої команди вже підготував і виготовив антени RX і TX. Тож коли STS-2 закінчується, ми негайно перейдемо до тестування. Ми плануємо використовувати його в STS-3, як я вже писав вище. В іншому випадку - ми в основному не контролюємо коробку/зонд із землі, ми просто надіслали нам телеметрію та місцезнаходження. Є багато атак на інші рейси. Це всі наші аматорські експерименти, тому ми вчимося, тестуємо та намагаємось вдосконалитись. Нічого нового у світі, але для нас, оскільки ми розробляємо більшість речей самі, це хороший виклик. У будь-якому випадку, дякую за ваші коментарі та спостереження!
Вітаємо даму з сьогоднішнім успіхом. Це чудовий приклад того, що доводить наш радіомобіль.
Ну, якщо я це правильно зрозумів, це був би повністю автономний політ до координат GPS-потопу ? або якби я міг назвати це контрольованою парою ?
Структурно це не буде такою проблемою, програма не буде, в основному достатньо для розрахунку потужності для окремих осей.
В основному, деякі GPS забезпечують прямий вихід з вимкненого. градусів для ДОМАШНЬОЇ позиції, тоді мова йде лише про ПІД-контроль відхилень, я збираюся зробити щось подібне для свого власного літака, бо це чудово, якщо літак може самостійно доставити вас додому 🙂
Якщо ви вже працюєте в FPV, я б точно запропонував вам також розмістити там вбудовані в телеметрію дані екранного меню.
якщо вам потрібна допомога або завзята людина, просто зателефонуйте 🙂
Романе, велике спасибі !
73! Radim OM2AMR (OM13STS)
Вітаємо хлопці, це здорово.
Ого, вітаю!
Я із захопленням спостерігав за вашою роботою в дії, чудово. Чудово, що нам вдалося це гідно просувати. Я фотолюбитель, тому якщо вам потрібна допомога у редагуванні фотографій, я з радістю допоможу, вони мають пристойний потенціал.
З повагою,
Здено Кодиш
Крім того, аналогові відеомодулі на частоті 5,8 ГГц намагаються побачити тут http://www.airwave.com.tw/rf-modules-3.html Модулі малі та легкі. Але за моїми підрахунками, аналогове відео тут працює на межі. У цьому випадку, якщо використовується передавач з коефіцієнтом посилення 27 дБм (0,5 Вт), приймач має чутливість -85 дБм, з передавальною антеною QFH з коефіцієнтом посилення 5 дБі, щоб забезпечити з'єднання на відстані не менше 50 км, необхідно мати параболічну приймальну антену діаметром не менше 1м. В іншому випадку чутливість -85 дБм є досить низькою. Для цього можна зробити підсилювач з коефіцієнтом посилення не менше 20 дБ. Це може бути зроблено на парі схем GALI-39 + від Minicircuits. Я також хочу зібрати підсилювач протягом місяця. Потім, якщо потрібно, я можу надати матеріали для колодки та схем (мені довелося взяти 20 штук схем, і я не пропущу все це)
Здена, велике спасибі. Фотографій ще багато, нам ще доведеться їх пройти. Якщо щось потрібно буде відрегулювати, ми зв’яжемося з 🙂