宋飛++楊揚(yáng)

摘 要隨著計(jì)算機(jī)、微電子及控制等技術(shù)的快速發(fā)展，小型無(wú)人機(jī)在軍事和民用領(lǐng)域方面得到了日益廣泛的應(yīng)用，通過(guò)無(wú)人機(jī)遙控接收器實(shí)時(shí)傳輸無(wú)人機(jī)拍攝的高清視頻圖像，可以有效的幫助科研人員獲取數(shù)據(jù)信息，制定研究方案。本系統(tǒng)主要包括客戶端、服務(wù)器端兩部分的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)?？蛻舳酥饕脽o(wú)人機(jī)完成高清視頻數(shù)據(jù)的采集、編碼、壓縮及發(fā)送；服務(wù)器端主要通過(guò)多媒體播放器完成高清視頻數(shù)據(jù)的同步顯示。

【關(guān)鍵詞】小型無(wú)人機(jī) 客戶端 服務(wù)器端 同步

小型無(wú)人機(jī)作為靈活的高速空中飛行器，不僅在軍用、工業(yè)等方面具有一定的使用價(jià)值，而且在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域也具有重要的使用價(jià)值，受到許多農(nóng)業(yè)部門(mén)及相關(guān)專家的高度重視。無(wú)人機(jī)實(shí)時(shí)傳輸高清視頻圖像到服務(wù)器端，可以有效的幫助科研人員獲取資源信息，制定研究方案。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)主要包括客戶端、服務(wù)端兩部分設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。

（1）客戶端主要利用無(wú)人機(jī)完成高清視頻圖像的采集，然后經(jīng)過(guò)編碼壓縮后傳輸?shù)綗o(wú)人機(jī)遙控接收器。

（2）在網(wǎng)絡(luò)條件下，無(wú)人機(jī)遙控接收器通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行封裝后將其發(fā)送到指定的服務(wù)器端。

（3）服務(wù)器端通過(guò)多媒體播放器實(shí)時(shí)接收客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)包，并將其同步顯示。

2 技術(shù)方案

本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是基于大疆精靈4，主要包括：基于無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)采集的客戶端、同步顯示高清視頻圖像的服務(wù)器端。詳細(xì)的設(shè)計(jì)方法如下：

2.1 客戶端的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

（1）在大疆官網(wǎng)上進(jìn)行注冊(cè)，申請(qǐng)大疆.Android SDK密鑰（key）。

（2）通過(guò)DJICamera，調(diào)用CameraReceivedVideoDataCallback（）方法獲取實(shí)時(shí)傳輸?shù)囊曨l流。其回調(diào)函數(shù)返回的視頻流主要是H.264視頻編碼格式，H.264是目前最常用的視頻編碼格式之一，其具有高壓縮比的同時(shí)還擁有高質(zhì)量流暢的圖像，可以工作在實(shí)時(shí)通信應(yīng)用低延時(shí)模式下。

（3）利用InetAdddress封裝服務(wù)器主機(jī)端的IP地址。InetAdddress的實(shí)例對(duì)象包含以數(shù)字形式保存的IP地址（如：192.168.1.1），同時(shí)還可能包含主機(jī)名（如：www.baidu.com）。InetAdddress類提供了將主機(jī)名解析為地址（或反之）的方法。

（4）創(chuàng)建DatagramSocket對(duì)象，DatagramSocket主要用于發(fā)送、接收數(shù)據(jù)，它主要采用UDP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的傳輸。

（5）發(fā)送i幀，必須注意i幀iframeId 的獲取。例如iframeId = dji.midware.R.raw.iframe_1280x720_p4；

（6）利用DatagramPacket 封裝回調(diào)函數(shù)返回的視頻流，通過(guò)DatagramSocket發(fā)送封裝的數(shù)據(jù)。

2.2 服務(wù)器端的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

（1）安裝VLC media player，VLC多媒體播放器支持眾多音頻與視頻解碼器及相關(guān)格式。此處通過(guò)VLC接收客戶端發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)串流。

（2）配置VLC相關(guān)參數(shù)，第一步：打開(kāi)VLC media player，點(diǎn)擊菜單欄“工具”選項(xiàng)中的“首選項(xiàng)”，點(diǎn)擊彈出界面左下角的“全部”單選按鈕，切換到“高級(jí)偏好設(shè)置”界面，點(diǎn)擊“輸入/編解碼器”下的“去復(fù)用器”選項(xiàng)，將其參數(shù)設(shè)置成“H264視頻去復(fù)用器”。第二步：點(diǎn)擊菜單欄“媒體”選項(xiàng)中的打開(kāi)網(wǎng)絡(luò)串流，輸入網(wǎng)路URL（如：udp：@：9001），點(diǎn)擊播放按鈕，即可實(shí)時(shí)接收客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)。

3 無(wú)人機(jī)實(shí)時(shí)傳輸?shù)膽?yīng)用領(lǐng)域

結(jié)合研究領(lǐng)域--農(nóng)業(yè)信息化，下面主要介紹無(wú)人機(jī)實(shí)時(shí)傳輸在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用。

農(nóng)業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中分布區(qū)域最廣泛、經(jīng)營(yíng)項(xiàng)目最復(fù)雜、受自然條件和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素影響最大的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，通過(guò)利用無(wú)人機(jī)實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)到服務(wù)器端能夠有效的解決農(nóng)業(yè)中的部分應(yīng)用問(wèn)題，從而促使農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展。其部分應(yīng)用如下：

3.1 在區(qū)域土地規(guī)劃方面

傳統(tǒng)區(qū)域土地規(guī)劃工作一直處于人工階段，農(nóng)業(yè)科技人員，通過(guò)大量調(diào)查，得到關(guān)于土地規(guī)劃相關(guān)資料。部分區(qū)域由于受到地勢(shì)等主觀因素的影響，經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致獲取的相關(guān)信息不準(zhǔn)確。利用小型無(wú)人機(jī)低空飛行獲取土地高分辨率圖像，這樣，保證了土地規(guī)劃方法的科學(xué)性、針對(duì)性和先進(jìn)性。

3.2 在區(qū)域農(nóng)業(yè)灌溉方面

由于小型無(wú)人機(jī)采用高分辨率數(shù)碼單反相機(jī)實(shí)時(shí)獲取圖像，可以利用Wi-FI將其圖像實(shí)時(shí)傳輸?shù)絇C或服務(wù)器端。通過(guò)相關(guān)軟件分析圖像數(shù)據(jù)，從而方便、準(zhǔn)確的測(cè)量灌溉實(shí)際作物的布局和面積，進(jìn)一步計(jì)算實(shí)際灌溉水需求量，從而正確的制定灌溉水分配方案。

3.3 在森林火災(zāi)方面

森林火災(zāi)是自然災(zāi)害之一，不僅會(huì)造成森林大面積燒毀、不少野生動(dòng)物滅絕或處于瀕危，而且也會(huì)危機(jī)到廣大人民的生命安全。無(wú)人機(jī)能夠代替消防員人在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行高空或者近距離的觀察，監(jiān)測(cè)，火勢(shì)蔓延情況，將其數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸給消防中心。消防中心通過(guò)分析發(fā)送回的數(shù)據(jù)，能有效的組織消防人員抗災(zāi)。

3.4 其它農(nóng)業(yè)方面

可以廣泛用于農(nóng)業(yè)病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)、農(nóng)作物生長(zhǎng)情況監(jiān)測(cè)，作物生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)、農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)勘察等。

參考文獻(xiàn)

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（通訊作者：楊揚(yáng)）

作者簡(jiǎn)介

宋飛（1989-），男，四川閬中市人，學(xué)生，云南師范大學(xué)信息學(xué)院在讀碩士，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)信息化。

楊揚(yáng)（1980-），男，云南省昆明市人。本文通訊作者，博士，云南師范大學(xué)信息學(xué)院講師，2007年獲得日本早稻田大學(xué)計(jì)算機(jī)碩士學(xué)位，2013年獲得新加坡國(guó)立大學(xué)NGS博士學(xué)位，主要研究方向醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)，地理空間信息技術(shù)，人體咀嚼系統(tǒng)。

作者單位

云南師范大學(xué) 云南省昆明市 650500