宋飛++楊揚

摘 要隨著計算機、微電子及控制等技術的快速發(fā)展，小型無人機在軍事和民用領域方面得到了日益廣泛的應用，通過無人機遙控接收器實時傳輸無人機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、服務器端兩部分的設計與開發(fā)?？蛻舳酥饕脽o人機完成高清視頻數(shù)據(jù)的采集、編碼、壓縮及發(fā)送；服務器端主要通過多媒體播放器完成高清視頻數(shù)據(jù)的同步顯示。

【關鍵詞】小型無人機 客戶端 服務器端 同步

小型無人機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值，而且在農業(yè)領域也具有重要的使用價值，受到許多農業(yè)部門及相關專家的高度重視。無人機實時傳輸高清視頻圖像到服務器端，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)總體設計

本系統(tǒng)主要包括客戶端、服務端兩部分設計與開發(fā)。

（1）客戶端主要利用無人機完成高清視頻圖像的采集，然后經過編碼壓縮后傳輸?shù)綗o人機遙控接收器。

（2）在網絡條件下，無人機遙控接收器通過對數(shù)據(jù)流進行封裝后將其發(fā)送到指定的服務器端。

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

2 技術方案

本系統(tǒng)的設計主要是基于大疆精靈4，主要包括：基于無人機數(shù)據(jù)采集的客戶端、同步顯示高清視頻圖像的服務器端。詳細的設計方法如下：

2.1 客戶端的設計與開發(fā)

（1）在大疆官網上進行注冊，申請大疆.Android SDK密鑰（key）。

（2）通過DJICamera，調用CameraReceivedVideoDataCallback（）方法獲取實時傳輸?shù)囊曨l流。其回調函數(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還擁有高質量流暢的圖像，可以工作在實時通信應用低延時模式下。

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

（4）創(chuàng)建DatagramSocket對象，DatagramSocket主要用于發(fā)送、接收數(shù)據(jù)，它主要采用UDP協(xié)議進行數(shù)據(jù)網絡的傳輸。

（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 封裝回調函數(shù)返回的視頻流，通過DatagramSocket發(fā)送封裝的數(shù)據(jù)。

2.2 服務器端的設計與開發(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格式。此處通過VLC接收客戶端發(fā)送的網絡串流。

（2）配置VLC相關參數(shù)，第一步：打開VLC media player，點擊菜單欄“工具”選項中的“首選項”，點擊彈出界面左下角的“全部”單選按鈕，切換到“高級偏好設置”界面，點擊“輸入/編解碼器”下的“去復用器”選項，將其參數(shù)設置成“H264視頻去復用器”。第二步：點擊菜單欄“媒體”選項中的打開網絡串流，輸入網路URL（如：udp：@：9001），點擊播放按鈕，即可實時接收客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)。

3 無人機實時傳輸?shù)膽妙I域

結合研究領域--農業(yè)信息化，下面主要介紹無人機實時傳輸在農業(yè)方面的應用。

農業(yè)作為國民經濟中分布區(qū)域最廣泛、經營項目最復雜、受自然條件和社會經濟因素影響最大的基礎產業(yè)，通過利用無人機實時傳輸數(shù)據(jù)到服務器端能夠有效的解決農業(yè)中的部分應用問題，從而促使農業(yè)信息化發(fā)展。其部分應用如下：

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，農業(yè)科技人員，通過大量調查，得到關于土地規(guī)劃相關資料。部分區(qū)域由于受到地勢等主觀因素的影響，經常會導致獲取的相關信息不準確。利用小型無人機低空飛行獲取土地高分辨率圖像，這樣，保證了土地規(guī)劃方法的科學性、針對性和先進性。

3.2 在區(qū)域農業(yè)灌溉方面

由于小型無人機采用高分辨率數(shù)碼單反相機實時獲取圖像，可以利用Wi-FI將其圖像實時傳輸?shù)絇C或服務器端。通過相關軟件分析圖像數(shù)據(jù)，從而方便、準確的測量灌溉實際作物的布局和面積，進一步計算實際灌溉水需求量，從而正確的制定灌溉水分配方案。

3.3 在森林火災方面

森林火災是自然災害之一，不僅會造成森林大面積燒毀、不少野生動物滅絕或處于瀕危，而且也會危機到廣大人民的生命安全。無人機能夠代替消防員人在火災現(xiàn)場進行高空或者近距離的觀察，監(jiān)測，火勢蔓延情況，將其數(shù)據(jù)通過網絡傳輸給消防中心。消防中心通過分析發(fā)送回的數(shù)據(jù)，能有效的組織消防人員抗災。

3.4 其它農業(yè)方面

可以廣泛用于農業(yè)病蟲害監(jiān)測、農作物生長情況監(jiān)測，作物生長環(huán)境監(jiān)測、農業(yè)保險勘察等。

參考文獻

[1]賈鵬宇，馮江，于立寶，張佳鑫.小型無人機在農情監(jiān)測中的應用研究[J].農機化研究，2015（04）.

[2]陳威，郭書普.中國農業(yè)信息化技術發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題[J].農業(yè)工程學報，2013（22）.

[3]高萬林，李楨，于麗娜，王進.加快農業(yè)信息化發(fā)展，促進農業(yè)現(xiàn)代化建設[A].紀念中國農業(yè)工程學會成立30周年暨中國農業(yè)工程學會2009年學術年會（CSAE 200）論文集[C]，2009.

（通訊作者：楊揚）

作者簡介

宋飛（1989-），男，四川閬中市人，學生，云南師范大學信息學院在讀碩士，研究方向為農業(yè)信息化。

楊揚（1980-），男，云南省昆明市人。本文通訊作者，博士，云南師范大學信息學院講師，2007年獲得日本早稻田大學計算機碩士學位，2013年獲得新加坡國立大學NGS博士學位，主要研究方向醫(yī)學圖像配準，地理空間信息技術，人體咀嚼系統(tǒng)。

作者單位

云南師范大學 云南省昆明市 650500