Почему цифровая связь dji лучше аналога

Отличие аналоговой и цифровой связи примеры оборудования

Отличие аналоговой и цифровой связи.
Имея дело с радиосвязью, очень часто приходится сталкиваться с такими терминами, как «аналоговый сигнал» и «цифровой сигнал». Для специалистов в этих словах нет никакой тайны, но для людей несведущих разница между «цифрой» и «аналогом» может быть совсем неведомой. А между тем разница есть и весьма существенная.
Итак. Радиосвязь это всегда передача информации (речевой, СМС, телесигнализации) между двумя абонентами источником сигнала передатчиком (Радиостанцией, репитером, базовой станцией) и приемником.
Когда мы говорим о сигнале, то обычно подразумеваем электромагнитные колебания, наводящие ЭДС и вызывающие колебания тока в антенне приемника. Далее приемное устройство – переводит полученные колебания обратно в сигнал звуковой частоты и выводит на динамик.
В любом случае сигнал передатчика можно представить как в цифровой, так и в аналоговой форме. Ведь, к примеру, сам по себе звук – это аналоговый сигнал. На радиостанции звук, воспринимаемый микрофоном, преобразуется в уже упоминавшиеся электромагнитные колебания. Чем выше частота звука – тем выше частота колебаний на выходе, а чем громче говорит диктор – тем больше амплитуда.
Получившиеся электромагнитные колебания, или волны, распространяются в пространстве с помощью передаточной антенны. Чтобы эфир не забивался низкочастотными помехами, и чтобы у разных радиостанций была возможность работать параллельно, не мешая друг другу, колебания, получившиеся от воздействия звука, суммируют, то есть «накладывают» на другие колебания, имеющие постоянную частоту. Последнюю частоту принято называть «несущей», и именно на ее восприятие мы настраиваем свой радиоприемник, чтобы «поймать» аналоговый сигнал радиостанции.
В приемнике происходит обратный процесс: несущая частота отделяется, а электромагнитные колебания, полученные антенной, преобразуются в колебания звука, и из динамика слышится информация которую хотел сообщить передавший сообщение.
В процессе передачи звукового сигнала от радиостанции к приемнику могут возникнуть сторонние помехи, частота и амплитуда могут измениться, что, конечно же, отразится на звуках, издаваемых радиоприемником. Наконец, и сами передатчик и приемник во время преобразования сигнала вносят некоторую погрешность. Поэтому звук, воспроизводимый аналоговым радиоприемником, всегда имеет некоторые искажения. Голос может вполне воспроизводиться, несмотря на изменения, но фоном будет шипение или даже какие-то хрипы, вызванные помехами. Чем менее уверенным будет прием, тем громче и отчетливее будут эти посторонние шумовые эффекты.
Вдобавок эфирный аналоговый сигнал имеет очень слабую степень защиты от постороннего доступа. Для общественных радиостанций это, конечно, не имеет никакого значения. Но во время пользования первыми мобильными телефонами был один неприятный момент, связанный с тем, что почти любой посторонний радиоприемник мог быть легко настроен на нужную волну для подслушивания вашего телефонного разговора.

Для защиты от этого используют так называемое «тонирование» сигнала или по другому система CTCSS (Continuous Tone-Coded Squelch System) система шумоподавления, кодированная непрерывным тоном или система идентификации сигнала «свой/чужой», предназначенная разделять пользователей, работающих в одном частотном диапазоне, на группы. Пользователи (корреспонденты) из одной группы могут слышать друг друга благодаря идентификационному коду. Объясняя доступно, принцип действия данной системы таков. Вместе с передаваемой информацией в эфир отправляют также дополнительный сигнал (или по другому тон). Приемник, помимо несущей, распознает при соответствующей настойке этот тон и принимает сигнал. Если же в рации –приемнике тон не настроен, то приема сигнала не происходит. Стандартов шифрования существует достаточное большое количество отличающаяся для различных производителей.
Такие недостатки есть у аналогового эфирного вещания. Из-за них, к примеру, телевидение в относительно скором времени обещает стать полностью цифровым.
Цифровая связь и вещания считаются более защищенными от помех и от внешних воздействий. Все дело в том, что при использовании «цифры» аналоговый сигнал с микрофона на передающей станции зашифровывается в цифровой код. Нет, конечно, в окружающее пространство не распространяется поток цифр и чисел. Просто звуку определенной частоты и громкости присваивается код из радиоимпульсов. Продолжительность и частота импульсов задана заранее – она одна и у передатчика, и у приемника. Наличие импульса соответствует единице, отсутствие – нулю. Поэтому такая связь и получила название «цифровая».
Устройство, преобразующее аналоговый сигнал в цифровой код, называется аналого-цифровым преобразователем (АЦП). А устройство, установленное в приемнике, и преобразующее код в аналоговый сигнал, соответствующий голосу вашего знакомого в динамике сотового телефона стандарта GSM, называется цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП).
Во время передачи цифрового сигнала ошибки и искажения практически исключены. Если импульс станет немного сильнее, продолжительнее, или наоборот, то он все равно будет распознан системой как единица. А нуль останется нулем, даже если на его месте возникнет какой-то случайный слабый сигнал. Для АЦП и ЦАП не существует других значений, как 0,2 или 0,9 – только нуль и единица. Поэтому помехи на цифровую связь и вещание почти не оказывают влияния.
Более того, «цифра» является и более защищенной от постороннего доступа. Ведь, чтобы ЦАП устройства смог расшифровать сигнал, необходимо, чтобы он «знал» код расшифровки. АЦП вместе с сигналом может передавать и цифровой адрес устройства, выбранного в качестве приемника. Таким образом, даже если радиосигнал и будет перехвачен, он не сможет быть распознан из-за отсутствия как минимум части кода. Это особенно актуально для связи.
Итак, отличия цифрового и аналогового сигналов:
1) Аналоговый сигнал может быть искажен помехами, а цифровой сигнал может быть или забит помехами совсем, или приходить без искажений. Цифровой сигнал или точно есть, или полностью отсутствует (или нуль, или единица).
2) Аналоговый сигнал доступен для восприятия всеми устройствами, работающими по тому же принципу, что и передатчик. Цифровой сигнал надежно защищен кодом, его трудно перехватить, если вам он не предназначается.
Помимо чисто аналоговых и чисто цифровых станций, существуют и радиостанции поддерживающие как аналоговый так и цифровой режим. Они предназначены для перехода с аналоговой на цифровую связь.
Итак имея в распоряжении парк аналоговых радиостанций, вы можете постепенно перейти на цифровой стандарт связи.
Например, изначально вы строили систему связи на Радиостанциях Байкал 30.
Напомню, что это аналоговая станция с 16 каналами.
/tovar_baikal_30b5

Но идет время, и станция перестает устраивать Вас, как пользователя. Да, она надежная, да мощная, да с хорошим аккумулятором до 2600 мА/ч. Но при расширении парка радиостанций более чем на 100 человек, а особенно при работе в группах её 16 каналов начинает не хватать.
Вам совершенно не обязательно сразу бежать и покупать радиостанции цифрового стандарта. Большинство производителей, намеренно вводят модель с наличием аналогового режима передачи.
То есть вы можете поэтапно переходить на например Байкал-35 или Motorola DP-1400 сохраняя существующую систему связи в рабочем состоянии.

Плюсы такого перехода неоспоримы.
Вы получаете станцию работающую
1) дольше (в цифровом режиме меньше потребление.)
2) Имеющую большее количество функций (групповой вызов, одинокий работник)
3) 32 канала памяти.
То есть вы фактически создаете изначально 2 базы каналов. Под новые закупленные станции (цифровые каналы) и базу каналов содействия с существующими станциями (аналоговые каналы). Постепенно по мере закупки оборудования вы будете сокращать парк радиостанций второго банка и увеличивать – первого.
В конечном итоге вы достигнете поставленной задачи – перевести полностью вашу базу на цифровой стандарт связи.
Хорошим дополнением и расширением к любой базе может послужить цифровой ретранслятор Yaesu Fusion DR-1

/tovar_dr1
Это двухдиапазонный (144/430MHz) ретранслятор, который поддерживает аналоговую FM связь, а также одновременно цифровой протокол System Fusion в пределах частотного диапазона 12.5кГц. Мы уверены, что внедрение новейшей DR-1X станет рассветом нашей новой и впечатляющей многофункциональной системы System Fusion.
Одной из ключевых возможностей System Fusion является функция AMS (автоматический выбор режима), которая мгновенно распознает принимается ли сигнал в режиме V/D, режиме голосовой связи или режиме данных FR аналоговом FM или цифровом C4FM, и автоматически переключается на соответствующий. Таким образом, благодаря нашим цифровым трансиверам FT1DR и FTM-400DRSystem Fusion, чтобы поддерживать связь с аналоговыми FM радиостанциями больше нет необходимости каждый раз вручную переключать режимы,.
На репитере DR-1X, AMS можно настроить так, чтобы входящий цифровой C4FM сигнал преобразовывался в аналоговый FM и ретранслировался, таким образом позволяя поддерживать связь между цифровым и аналоговым трансиверами. AMS также можно настроить на автоматическую ретрансляцию входящего режима на выход, позволяя цифровым и аналоговым пользователям совместно использовать один ретранслятор.
До сих пор, FM ретрансляторы использовались только для традиционной FM связи, а цифровые ретрансляторы только для цифровой. Однако, теперь просто заменив обычный аналоговый FM репитер на DR-1X, вы можете продолжать пользоваться обычной FM связью, а также использовать ретранслятор для более продвинутой цифровой радиосвязи System Fusion. Другие периферийные устройства, такие как дуплексер и усилитель и т.д. можно продолжать использоваться как обычно.

Исследователи научились перехватывать сигнал дронов DJI и получать информацию о местоположении пилота

Группа исследователей продемонстрировала способ перехвата сигнала дрона DJI для получения местоположения пилота. Оказалось, что дроны передают незашифрованную информацию, что позволяет извлекать из неё данные.

Исследователи из Центра информационной безопасности Гельмгольца и Рурского университета заявили, что обнаружили способ перехвата сигнала потребительских дронов компании DJI, который передаётся от пульта к летательному аппарату. Информация передаётся с помощью протокола DroneID. В нём содержатся служебные данные, включающие в себя GPS-кооридинаты пилота и уникальный идентификатор дрона.

Протокол DroneID разработали для того, чтобы правоохранительные органы и регуляторы могли контролировать дроны и отслеживать несанкционированные полёты. Исследователи сообщили, что данные передаются с помощью протокола в открытом виде. Поэтому любой желающий может перехватить радиосигнал и получить необходимую ему информацию. Исследователи опубликовали на GitHub Инструмент, позволяющий расшифровать сигнал и извлечь из него данные.

DroneID работает вместе с устройством Aeroscope, которое компания DJI выпускает для правоохранительных органов. Гаджет помогает обнаруживать дроны и в режиме реального времени получать их местоположение и местоположение пилотов. Исследователи утверждают, что перехватить и расшифровать сигнал можно и без специального оборудования.

Изданию Wired удалось поговорить с бывшим вице-президентом DJI по правовым вопросам Бренданом Шульман (Brendan Schulman). В 2017 году Шульман руководил разработкой DroneID и рассказал, что работа началась после требования правительства США выпустить инструмент, который позволял бы отслеживать дроны. Согласно требованию, решение должно было работать с любым смартфоном и быть свободным, чтобы любой желающий мог отследить подозрительный беспилотник и сообщить об этом правоохранителям. DroneID должна была работать как номерные знаки на автомобилях, поэтому никто не думал о шифровании данных.

В сентябре 2023 года должны вступить в силу новые правила Федерального управления гражданской авиации США, обязывающие, чтобы все потребительские дроны снабжались аналогами DroneID. Исследователи считают, что если проблемы с безопасностью есть у ведущего производителя дронов, то они точно будут и у других компаний. Также исследователи уверены, что большинство пользователей даже не подозревают, что данные об их местоположении передаются в открытом виде.

• Информационная безопасность
• GitHub
• Программирование микроконтроллеров
• Гаджеты
• Мультикоптеры

DJI FPV System. Разбор мифов.

В этой статье я хочу подробно рассмотреть качество изображения, передаваемое цифровой системой DJI FPV, сравнить насколько цифра превосходит аналог, почему она работает лучше в условиях непрямой видимости, а так же разобрать ряд популярных мифов об этой системе и все-таки попытаться найти в ней некоторые недостатки.

Содержание статьи:
МИФ 1. Разрешение передачи видео DJI FPV не 720р, а ниже.
МИФ 2. Качественная аналоговая система не сильно уступает цифровой.
МИФ 3. Цифровая система в сложных условиях работает так же как и аналоговая.
МИФ 4. Из-за высокой задержки DJI FPV непригодна для гоночных квадрокоптеров.
МИФ 5. Стоимость DJI FPV System слишком высокая для массового использования и доступна лишь энтузиастам.

МИФ 1. Разрешение передачи видео DJI FPV меньше 720р

Первое, что мы рассмотрим, это миф о том, что картинка в DJI FPV System размытая, потому что она передается не в HD разрешении 720p, а в более низком около 480p разрешении и лишь растягивается в очках до HD. Можно убедится что это не так, посмотрев на разрешение видеофайла записанного очками, оно там будет именно 720р. Но многие могут возразить, что очки DJI и при записи увеличивают разрешение картинки с более низкого до HD. Это легко проверить. Воздушный юнит конвертирует оригинальный FullHD поток с камеры в поток с более низким разрешением для передачи его по воздуху. Если сконвертировать файл с оригинальным FullHD разрешением не в 720р а ниже, например до разрешения 480р и искусственно повысить разрешение полученного файла до 720р симулируя масштабирование изображения, то можно увидеть, что изображение на сконвертированном видео более мутное, чем на оригинальном и оно размыто по всей площади кадра.

Думаю нет сомнений утверждать, что передаваемое изображение в этой цифровой системе имеет именно HD разрешение 720p.

Но всё-таки некоторое размытие есть и на оригинальной записи и соответственно в очках.
Перед вами кадр из DVR-записи, где расстояние полета не превышает сотни метров и на видео мы имеем максимальный битрейт. На нем видно области размытого изображения, но наряду с ними мы есть и более четкие области.

Область теней на следующем кадре более размыта чем освещенная область.

Это размытие возникло из-за того, что скорости потока данных не хватило одинаково точно закодировать все участки изображения, и кодек решил пожертвовать несущественными с его точки зрения частями кадра. Попросту говоря, всему виной низкий битрейт. Даже 25 мегабит не всегда хватает точно закодировать весь кадр, особенно если вы летаете в солнечную погоду на контрастный местности. Именно из-за нехватки битрейта и как следствие локальных размытий в кадре компания DJI анонсировала режим работы 50 мегабит в следующей .06 прошивке, так что этот недостаток скорее всего будет исправлен и картинка станет идеальной. Многие скажут, что 25 мегабит достаточно высокий битрейт для кодирования 720p видео, например на том же YouTube для кодирования Full HD видео современным кодеком H.265 используются поток со скоростью 15 мегабит. Почему же не хватает 25 мегабит системе DJI FPV? Тут я не могу дать точный ответ, но могу предположить, что при передаче видео используется другой, более быстрый кодек с меньшей степенью сжатия, поэтому он позволяет быстрее кодировать и декодировать поток, что важно для низкой задержки, но и требует более высокую скорость потока.

МИФ 2. Качественная аналоговая система не сильно уступает цифровой

Ну а теперь, когда мы выяснили реальное разрешение изображения передаваемое FPV системой от DJI самое время рассмотреть миф о том, что аналоговая система лишь немногим уступает в картинке DJI FPV. Как нам объективно сравнить качество изображения? Я думаю из-за большого разнообразия очков и шлемов которые вносят свои коррективы в восприятие картинки, уместнее всего воспользоваться сравнением записи DVR. При сравнении сразу можно обратить внимание на меньший цветовой охват у аналогового изображения.

Это связано с использованием цветовой модели YUV в системе PAL, которая строится с применением яркостного компонента сигнала. В результате, мы получаем более низкий динамический диапазон, которого достаточно только для электронно-лучевой трубки. Конечно, частично эту проблему сейчас решают современные камеры с технологией WDR, а также применение OLED-экранов в топовых FPV очках.

Но все равно картинка по качеству не дотягивает до цифрового изображения, которое построено на более подходящей цветовой модели RGB с 24-битной глубиной цвета. Такое изображение в полной мере реализует весь потенциал обычных жидкокристаллических матриц и ему не требуются так называемые “костыли” в виде OLED-дисплеев для повышения динамического диапазона изображения. Это как раз и ответ на вопрос, почему DJI не использовала OLED-дисплеи в своих очках.

С цветом разобрались, теперь давайте посмотрим на разрешение и определим, насколько аналог и цифра различаются по четкости. Во многих обзорах при сравнении DJI FPV с аналогом видеозаписи подгоняют к одинаковому размеру и уменьшают, чтобы они полностью помещались на экране. При таком размере, видео DJI FPV действительно мало чем отличается от аналога, потому что разрешение у цифры сильно уменьшается. Мы же сравним четкость видео в реальных размерах записанного изображения относительно друг друга. Аналоговое изображение в системе PAL имеет разрешение 576 строк по вертикали. И действительно, на рисунке видно, что по высоте аналоговое изображение лишь немного уступает изображению DJI FPV с ее 720 строками.

Но при увеличении заметно, что один и тот же участок кадра в цифровой системе выглядит намного четче чем в аналоге.

Это связано с тем, что в аналоговых системах применяется чересстрочная развёртка изображения

А это значит, что на самом деле мы видим не 576 строк, а всего 288 строк одиночного кадра, что в 2,5 раза меньше чем HD картинка.

Именно это и объясняет то, что при детальном сравнении картинка в аналоговой системе сильно проигрывает цифровой не только по цветопередаче, но и по четкости. Кроме этого стоит обратить внимание на сам размер кадра. У DJI FPV он широкоформатный, а значит имеет на 30% большую площадь, чем кадр в системе PAL с соотношением сторон 4 к 3.

Таким образом если посчитать разрешение, у HD будет 1280*720=921600 пикселей, а у “аналога” 360*288=103680 пикселей, то есть мы получаем почти в 9 раз более четкую картинку в DJI FPV System. Поэтому говорить о том, что аналоговая система по качеству картинки немного уступает цифровой в корне неверно.

МИФ 3. Цифровая система в сложных условиях работает так же как и аналоговая

Итак, мы узнали, что по цветовому охвату и разрешению цифровое HD изображение превосходит аналоговое почти в 9 раз. Но вернемся снова к передаче видео. Следующий вопрос, который мы рассмотрим это помехоустойчивость в условиях непрямой видимости. Я решил провести небольшой тест который в итоге вышел не совсем корректный, но общую картину можно увидеть. Мы взяли два квадрокоптера один с аналоговой FPV системой, а другой системой DJI FPV. В аналоговой системе установлен видеопередатчик Tramp от Immersion RC. К нему подключена дипольная антенна, что позволяет нам рассчитывать на более горизонтальную диаграмму направленности, чем у клевера, который имеет всенаправленную диаграмму. Коэффициент усиления у диполя несколько ниже, но мы компенсируем это более высокой мощностью передатчика и направленной антенной на приемнике. Приемник у нас Ахилесс с клевером и патчем SpiroNet от Immersion. Антенны для цифровой системы штатные клеверы. Мощность аналогового передатчика установлена на 600 мВт, а мощность DJI FPV на 500. Я взял два квадрокоптера в машину и поехал по дороге за деревья, чтобы создать условия непрямой видимости. Так как автомобиль сильно снижает силу сигнала я периодически выходил из машины и направлял квадрокоптеры в сторону очков.

Тест проводился в режиме High Quality, поэтому задержка на 10 милисекунд выше обычного. В машине на аналоговом изображении появились жирные полоски. Это помехи от цифрового передатчика.

На небольшом расстоянии и наличии прямой видимости цифровая система передавала идеальную картинку, аналог также пока не отставал и хорошо передавал изображение почти без помех.

Дальше, после того как машина снова поехала, изображение у аналоговой системы резко пропало.
Именно это я и отношу к недостаткам данного теста, надо было все-таки идти пешком. Потом и у цифровой системы серьезно упал битрейт, тоже из-за нахождения в движущемся автомобиле, а также из-за некоторого влияния аналогового передатчика.

После того как я заехал за поворот и прямая видимость полностью пропала FPV система DJI снизила битрейт до 1 мегабита и иногда задержка повышалась выше 50 миллисекунд. Аналоговое изображение полностью отсутствовало. Обе системы находились в нереально жесткой ситуации. Но даже в таких некорректных условиях картинка у DJI была и она даже летабельна. После того как я вышел из машины на участке где небыло прямой видимости видео в FPV System пришло в норму и по битрейту и по задержке. Расстояние было около 250 метров. У аналоговой системы я старался держать дипольную антенну вертикально, но все равно на экране был один белый шум и лишь изредка проявлялась картинка.

Почему же цифра пробивает лучше аналога, ведь радиоволны там одни и те же и в том же диапазоне частот. Даже антенны взаимозаменяемы. Если объяснять поверхностно, то всё дело здесь в двухстороннем протоколе связи HDL с многократной коррекцией ошибок. Если аналоговая система в любых условиях технически работает одинаково, то цифровая система постоянно подстраивается под разные условия работы. Очки всегда отправляют на воздушный юнит подтверждение о получении каждого кадра. Таким образом, юнит знает, что показали очки, а что еще нет. При сильной потери пакетов, он может снизить битрейт видео чтобы уменьшить поточную нагрузку на канал связи или увеличить задержку, если очки часто запрашивают повторную передачу кадра. То есть система делает всё, чтобы максимально улучшить качество связи и держать ее до последнего.

Конечно, в хороших условиях, на прямой видимости аналог будет работать дальше, потому что двухсторонняя связь и коррекция ошибок здесь избыточна. Но появление пригодных цифровых протоколов дальнего действия лишь вопрос времени. Например хороший задел сейчас у проекта OpenHD. Ну а у DJI FPV System дальность ограничена в 6.5 километров из-за особенностей реализации протокола HDL.

МИФ 4. Из-за высокой задержки DJI FPV непригодна для гоночных квадрокоптеров

Надеюсь я достаточно подробно объяснил все тонкости работы цифровой системы DJI FPV и наглядно показал её реальное превосходство над аналоговой. В части основного функционала системы – приема и передачи HD FPV видео, осталось лишь подробно рассмотреть вопрос задержки, потому что среди многих пользователей аналоговых систем, распространен миф о том, что задержка видео здесь настолько высокая, что делает полет по FPV на гоночном дроне совершенно непригодным. Объективно измерить и сравнить реальные задержки аналога и цифры я к сожалению не могу, потому что у меня нет подходящего оборудования. Но можно обратится к теории, а также практике профессиональных пилотов и работу системы в “боевых условиях”.
По техническим характеристикам задержка в режиме Low Latency у DJI FPV составляет в среднем 27 миллисекунд и сопоставима с большинством аналоговых камер. Например, популярные Runcam Eagle 2 или Foxeer Arrow 2 обладают задержкой в те же 25-30 миллисекунд. Конечно, есть камеры с более низкой задержкой, но в целом иметь задержку камеры ниже 20 миллисекунд на аналоге не имеет смысла, потому что за секунду чересстрочной развертки в системе PAL, меняется не более 50 кадров и новый полукадр будет появляться не чаще чем раз в 20 миллисекунд.
Лучше обратить внимание на задержку управления, ведь необдуманное включение 16 каналов вместо 8 на протоколе ACCST от FrSky увеличит задержку по управлению дополнительно с 9 до 18 миллисекунд, то есть почти на 10 миллисекунд. И большинство пилотов этого даже не заметит. Я говорю о среднестатистических пользователях, которые намерены просто получить удовольствие от полета. Хотя даже профи из команды Rotor Riot летая на DJI FPV показывает результат незначительно хуже, чем на аналоговой системе (разница в пролете круга от 0.5 до 2.5 секунд).

Видимо эти 5-7 миллисекунд задержки все таки дают о себе знать. В соревнованиях ведь как известно каждая доля секунды на счету, поэтому тут выбор очевиден. Однако, если вы не летаете как профессионал, то вопрос задержки вас волновать не должен, вы ее просто не заметите. А иногда даже профи придется выбирать между цифрой и аналогом в случаях, когда качество видео будет иметь решающее значение в скорости распознавания препятствий.

МИФ 5. Стоимость DJI FPV System слишком высокая для массового использования и доступна лишь энтузиастам

Изначально, я не хотел рассматривать вопрос стоимости в статье про качество видео, но он настолько актуален, что все таки требует внимания. Один из последних аргументов против DJI FPV это ее высокая стоимость относительно аналоговой системы. Давайте посчитаем и сравним. Стоимость системы DJI FPV в комплекте с одним воздушным юнитом 620$. Дорого? Конечно. Но теперь попробуем собрать топовую аналоговую систему с FullHD рекордером. Очки Fatshark HDO2 — 550$, приемник Immersion Rapidfire — 150$, передатчик TBS Unify Pro — 50$, комплект антенн Immersion Spironet — 40$, камера формата split — 60$. Общая стоимость примерно 850$. Значительно дороже системы DJI FPV. Даже если мы сэкономим на приемнике, антеннах или возьмем другую камеру и очки предыдущего поколения, общая стоимость будет сравнима с DJI FPV.

И что мы в итоге получаем за эти деньги? Существенно менее четкое изображение с помехами, плохой работой в условиях непрямой видимости и очень маленьким преимуществом в части задержки видеосигнала. Конечно многие скажут, что покупка системы DJI FPV будет выгодна только тем, кто покупает ее с нуля, а для тех кто уже имеет некоторое аналоговое оборудование выгоднее продолжать покупать аналог. На самом деле это верно только для пользователей, недавно купивших топовую аналоговую систему, а владельцам бюджетных компонентов желающих приобрести что-то более качественное, выгоднее их продать и частично перейти на цифру, ведь поддержка аналога там есть.
Теперь о крашах. Ведь дорого разбивать воздушный юнит стоимостью 130$. На самом деле камера и видео передатчик хорошо защищены алюминиевым корпусом. Поэтому при использовании подходящей для них рамы, максимум что вам грозит это разрушение линзы на камере или разрыв шлейфа. И то и другое стоит не дороже, чем у аналоговых камер. Даже в случае очень неудачного краша и полного выхода из строя камеры, она отдельно продается по цене около 60$. Передатчик повредить практически невозможно, но он так же продается отдельно за 85$. Да недешево, но не забываем о преимуществах.
Ведь цифровая система от DJI дает понять истинное назначение FPV — полет от первого лица. Летая в ней вы почувствуйте себя на борту вашего беспилотника, а не у старого телевизора. Наверное многие подумают, что у меня предвзятое отношение к системе от DJI. На самом деле это не так. Цель этой статьи — популяризировать цифровое FPV и дать понять, что система от DJI не какой-то там сырой и экспериментальный прототип за бешеные деньги, а законченный и полностью работоспособный продукт, предназначенный для массового использования. Ведь чем быстрее наше сообщество начнет переходить на цифру, тем быстрее пойдет прогресс и удешевление технологий в этой области, что лучше в конечном итоге для всех нас. А покупая топовые аналоговые очки в 2020 году без реальной необходимости вы поддерживаете известного производителя и стимулируете его лишь на выпуск очередных HDO с новыми экранами и линзами, но на устаревших технологиях в корпусе 6-ти летней давности.
Я не стараюсь призывать вас к однозначной покупке DJI FPV, возможно вам стоит подождать других цифровых систем. Я лишь стараюсь объективно раскрыть область нового для нас цифрового ФПВ, чтобы обратить вашу заинтересованность в сторону более совершенных систем.

Ну а на этом у меня всё, надеюсь статья получилась интересной и вам понравился детальный разбор популярных мифов в отношении цифрового FPV. Если у вас возникли какие-то вопросы или вы считаете что я в чём-то оказался не прав, пишите об этом в комментариях. Всем хорошего дня!

DJI FPV System. Разбор мифов
Комментарии

Отличная статья, спасибо. От себя добавлю, что после того как научились встраивать аналоговые приёмники в корпуса очков DJI, их очки стали практически идеальными.
Жду второй версии с OLED экранами, и обязательно их себе закажу.

У вас там ошибка на 8-35. Диаграмма диполя и клевера одинаковые, разная поляризация. Усиление у диполя выше. Использовать диполь с клевером — плохая идея.

Shuricus;bt162427

У вас там ошибка на 8-35. Диаграмма диполя и клевера одинаковые, разная поляризация. Усиление у диполя выше. Использовать диполь с клевером — плохая идея.

Там работал так же патч на приеме, насколько я знаю с диполем он работает отлично. Может условия не совсем равны (другой антенны небыло), но разница в результатах слишком большая в любом случае.

Патч тоже бывает круговой поляризации. Я не оспариваю результаты, я просто уточнил.
Ролик получился отличный. Аналог на коптерах я для себя похоронил.

Во многих обзорах при сравнении DJI FPV с аналогом видеозаписи подгоняют к одинаковому размеру и уменьшают, чтобы они полностью помещались на экране. При таком размере, видео DJI FPV действительно мало чем отличается от аналога, потому что разрешение у цифры сильно уменьшается

Впрочем не сильно новая но тем не менее не самая популярная. Одинаковый размер подгонять проще по аналогу. Но тогда это получается работа в онлайне и не все могут это делать, хотя куда проще именно так подгонять DJI FPV. Я к тому что не все готовы скахем завтра отказаться от аналога и перейти полностью на цифру. Но рано или поздно перейдут все, даже адепты аналога

Alexmass;bt162508

Интересная теория

Впрочем не сильно новая но тем не менее не самая популярная. Одинаковый размер подгонять проще по аналогу. Но тогда это получается работа в онлайне и не все могут это делать, хотя куда проще именно так подгонять DJI FPV. Я к тому что не все готовы скахем завтра отказаться от аналога и перейти полностью на цифру. Но рано или поздно перейдут все, даже адепты аналога

Текст писался для видеоролика. Поэтому возможно некорректно описана ситуация. На видео более понятно что я имел ввиду.

Хорошая статья, звучит правда слегка как реклама DJI �� Хотя продукт реально очень хорош. Я по причине задержки доставки цифрового дрона на 3 месяц имел на руках очки, но не имел дрона и летал с аналоговым модулем, так что есть с чем сравнить.
Первое задержка на аналоге, если измерять её экспериментально через мигание диодом составляет примерно 25мс и она не меняется. Это хорошо, сама длительность небольшая и к ней легко привыкнуть. У DJI задержка всё таки плавает за пару дней полётов я видел от 25 до 45мс, когда летишь в круизе это вообще не важно, но для гонки такая разница в задержке очень ощутима, то есть побеждать в гонках с системой DJI будет существенно труднее. Это факт, но он не отменяет того, что для 90% пользоваетелй задержка вполне разумная и не будет мешать наслаждаться полётом.
По ценам тоже есть нестыковки. Да, если мы считаем покупку топовых аналоговых очков, топового приёмка и так далее, то в сумме выйдет значительно дороже начального комплекта DJI. Но, есть очень большое но. Во первых, можно купит средние очки за 300, в которых уже будет средний приёмник, во вторых цена передающей части несопоставимо дешевле. Хороший аналоговый передатчик и камеру можно купить за 30-50$, а Air Unit стоит 170$ и даже Caddx Vista+Nebula Pro стоят 150$. То есть оснащение, каждого нового дрона цифровой системой в среднем будет дороже на 100$. Выходит, что с одним дроном разница в цене небольшая и зависит от вкуса и выбора аналоговых очков и приёмника, а если дронов несколько, то цифра делает каждый дрон на 100$+ дороже

Про разрешение аналога жестко соврали. ПАЛ давно передает 704*576. И это 405 504 точек, если шлем не Г.
Никто одиночные полукадры не показывает, это грязная манипуляция. ��
И откуда взялись 360 — тоже непонятно.

Да, летая в Диджеях, я прям удовольствие получаю от детализации.
Но зачем же так аналог было оболгать — не понимаю.

Glinco;bt163166

Про разрешение аналога жестко соврали. ПАЛ давно передает 704*576. И это 405 504 точек, если шлем не Г.
Никто одиночные полукадры не показывает, это грязная манипуляция. ��
И откуда взялись 360 — тоже непонятно.

Да, летая в Диджеях, я прям удовольствие получаю от детализации.
Но зачем же так аналог было оболгать — не понимаю.

Прочитайте повнимательнее про чересстрочную развертку. В системе PAL передается 50 полукадров в секунду с разрешением 288 строк по вертикали. Больше не получается.

Итоговое изображение действительно выводится в разрешении 576 строк, но оно составлено из двух последовательных кадров. И четкость соответствующая.

Если вы летали в dji вам сразу должно быть видно что четкость у dji превосходит аналог не в 2, а в 4 раза по вертикали.

English Русский
Этот сайт не будет работать без javascript!
Этот сайт не будет работать при отключенных cookie.
Сайт в оффлайне
<"assets_hash":"a8b26fa7f6e768b07a72c8c9aadb9422","page_data":,"45b716723df955007778696e":,"4c0957443df9550077760211":,"566fc0023df9550077716420":,"5847bdb23df955007770b546":,"5eedfbb13df95500776f501e":>,»settings»:,»entry»:В этой статье я хочу подробно рассмотреть качество изображения, передаваемое цифровой системой DJI FPV, сравнить насколько цифра превосходит аналог, почему она работает лучше в условиях непрямой видимости, а так же разобрать ряд популярных мифов об этой системе и все-таки попытаться найти в ней некоторые недостатки.

\n

Содержание статьи:
\nМИФ 1. Разрешение передачи видео DJI FPV не 720р, а ниже.
\nМИФ 2. Качественная аналоговая система не сильно уступает цифровой.
\nМИФ 3. Цифровая система в сложных условиях работает так же как и аналоговая.
\nМИФ 4. Из-за высокой задержки DJI FPV непригодна для гоночных квадрокоптеров.
\nМИФ 5. Стоимость DJI FPV System слишком высокая для массового использования и доступна лишь энтузиастам.

\n

МИФ 1. Разрешение передачи видео DJI FPV меньше 720р

\n\n

Первое, что мы рассмотрим, это миф о том, что картинка в DJI FPV System размытая, потому что она передается не в HD разрешении 720p, а в более низком около 480p разрешении и лишь растягивается в очках до HD. Можно убедится что это не так, посмотрев на разрешение видеофайла записанного очками, оно там будет именно 720р. Но многие могут возразить, что очки DJI и при записи увеличивают разрешение картинки с более низкого до HD. Это легко проверить. Воздушный юнит конвертирует оригинальный FullHD поток с камеры в поток с более низким разрешением для передачи его по воздуху. Если сконвертировать файл с оригинальным FullHD разрешением не в 720р а ниже, например до разрешения 480р и искусственно повысить разрешение полученного файла до 720р симулируя масштабирование изображения, то можно увидеть, что изображение на сконвертированном видео более мутное, чем на оригинальном и оно размыто по всей площади кадра.
\n
\nДумаю нет сомнений утверждать, что передаваемое изображение в этой цифровой системе имеет именно HD разрешение 720p.

\n

Но всё-таки некоторое размытие есть и на оригинальной записи и соответственно в очках.
\nПеред вами кадр из DVR-записи, где расстояние полета не превышает сотни метров и на видео мы имеем максимальный битрейт. На нем видно области размытого изображения, но наряду с ними мы есть и более четкие области.
\n
\nОбласть теней на следующем кадре более размыта чем освещенная область.
\n
\nЭто размытие возникло из-за того, что скорости потока данных не хватило одинаково точно закодировать все участки изображения, и кодек решил пожертвовать несущественными с его точки зрения частями кадра. Попросту говоря, всему виной низкий битрейт. Даже 25 мегабит не всегда хватает точно закодировать весь кадр, особенно если вы летаете в солнечную погоду на контрастный местности. Именно из-за нехватки битрейта и как следствие локальных размытий в кадре компания DJI анонсировала режим работы 50 мегабит в следующей .06 прошивке, так что этот недостаток скорее всего будет исправлен и картинка станет идеальной. Многие скажут, что 25 мегабит достаточно высокий битрейт для кодирования 720p видео, например на том же YouTube для кодирования Full HD видео современным кодеком H.265 используются поток со скоростью 15 мегабит. Почему же не хватает 25 мегабит системе DJI FPV? Тут я не могу дать точный ответ, но могу предположить, что при передаче видео используется другой, более быстрый кодек с меньшей степенью сжатия, поэтому он позволяет быстрее кодировать и декодировать поток, что важно для низкой задержки, но и требует более высокую скорость потока.

\n

МИФ 2. Качественная аналоговая система не сильно уступает цифровой

\n

Ну а теперь, когда мы выяснили реальное разрешение изображения передаваемое FPV системой от DJI самое время рассмотреть миф о том, что аналоговая система лишь немногим уступает в картинке DJI FPV. Как нам объективно сравнить качество изображения? Я думаю из-за большого разнообразия очков и шлемов которые вносят свои коррективы в восприятие картинки, уместнее всего воспользоваться сравнением записи DVR. При сравнении сразу можно обратить внимание на меньший цветовой охват у аналогового изображения.
\n
\nЭто связано с использованием цветовой модели YUV в системе PAL, которая строится с применением яркостного компонента сигнала. В результате, мы получаем более низкий динамический диапазон, которого достаточно только для электронно-лучевой трубки. Конечно, частично эту проблему сейчас решают современные камеры с технологией WDR, а также применение OLED-экранов в топовых FPV очках.
\n
\nНо все равно картинка по качеству не дотягивает до цифрового изображения, которое построено на более подходящей цветовой модели RGB с 24-битной глубиной цвета. Такое изображение в полной мере реализует весь потенциал обычных жидкокристаллических матриц и ему не требуются так называемые “костыли” в виде OLED-дисплеев для повышения динамического диапазона изображения. Это как раз и ответ на вопрос, почему DJI не использовала OLED-дисплеи в своих очках.
\n

\n

С цветом разобрались, теперь давайте посмотрим на разрешение и определим, насколько аналог и цифра различаются по четкости. Во многих обзорах при сравнении DJI FPV с аналогом видеозаписи подгоняют к одинаковому размеру и уменьшают, чтобы они полностью помещались на экране. При таком размере, видео DJI FPV действительно мало чем отличается от аналога, потому что разрешение у цифры сильно уменьшается. Мы же сравним четкость видео в реальных размерах записанного изображения относительно друг друга. Аналоговое изображение в системе PAL имеет разрешение 576 строк по вертикали. И действительно, на рисунке видно, что по высоте аналоговое изображение лишь немного уступает изображению DJI FPV с ее 720 строками.
\n
\nНо при увеличении заметно, что один и тот же участок кадра в цифровой системе выглядит намного четче чем в аналоге.
\n
\nЭто связано с тем, что в аналоговых системах применяется чересстрочная развёртка изображения
\n
\nА это значит, что на самом деле мы видим не 576 строк, а всего 288 строк одиночного кадра, что в 2,5 раза меньше чем HD картинка.
\n
\nИменно это и объясняет то, что при детальном сравнении картинка в аналоговой системе сильно проигрывает цифровой не только по цветопередаче, но и по четкости. Кроме этого стоит обратить внимание на сам размер кадра. У DJI FPV он широкоформатный, а значит имеет на 30% большую площадь, чем кадр в системе PAL с соотношением сторон 4 к 3.
\n
\nТаким образом если посчитать разрешение, у HD будет 1280*720=921600 пикселей, а у “аналога” 360*288=103680 пикселей, то есть мы получаем почти в 9 раз более четкую картинку в DJI FPV System. Поэтому говорить о том, что аналоговая система по качеству картинки немного уступает цифровой в корне неверно.

\n

МИФ 3. Цифровая система в сложных условиях работает так же как и аналоговая

\n

Итак, мы узнали, что по цветовому охвату и разрешению цифровое HD изображение превосходит аналоговое почти в 9 раз. Но вернемся снова к передаче видео. Следующий вопрос, который мы рассмотрим это помехоустойчивость в условиях непрямой видимости. Я решил провести небольшой тест который в итоге вышел не совсем корректный, но общую картину можно увидеть. Мы взяли два квадрокоптера один с аналоговой FPV системой, а другой системой DJI FPV. В аналоговой системе установлен видеопередатчик Tramp от Immersion RC. К нему подключена дипольная антенна, что позволяет нам рассчитывать на более горизонтальную диаграмму направленности, чем у клевера, который имеет всенаправленную диаграмму. Коэффициент усиления у диполя несколько ниже, но мы компенсируем это более высокой мощностью передатчика и направленной антенной на приемнике. Приемник у нас Ахилесс с клевером и патчем SpiroNet от Immersion. Антенны для цифровой системы штатные клеверы. Мощность аналогового передатчика установлена на 600 мВт, а мощность DJI FPV на 500. Я взял два квадрокоптера в машину и поехал по дороге за деревья, чтобы создать условия непрямой видимости. Так как автомобиль сильно снижает силу сигнала я периодически выходил из машины и направлял квадрокоптеры в сторону очков.

\n

Тест проводился в режиме High Quality, поэтому задержка на 10 милисекунд выше обычного. В машине на аналоговом изображении появились жирные полоски. Это помехи от цифрового передатчика.
\n
\nНа небольшом расстоянии и наличии прямой видимости цифровая система передавала идеальную картинку, аналог также пока не отставал и хорошо передавал изображение почти без помех.
\n
\nДальше, после того как машина снова поехала, изображение у аналоговой системы резко пропало.
\nИменно это я и отношу к недостаткам данного теста, надо было все-таки идти пешком. Потом и у цифровой системы серьезно упал битрейт, тоже из-за нахождения в движущемся автомобиле, а также из-за некоторого влияния аналогового передатчика.
\n
\nПосле того как я заехал за поворот и прямая видимость полностью пропала FPV система DJI снизила битрейт до 1 мегабита и иногда задержка повышалась выше 50 миллисекунд. Аналоговое изображение полностью отсутствовало. Обе системы находились в нереально жесткой ситуации. Но даже в таких некорректных условиях картинка у DJI была и она даже летабельна. После того как я вышел из машины на участке где небыло прямой видимости видео в FPV System пришло в норму и по битрейту и по задержке. Расстояние было около 250 метров. У аналоговой системы я старался держать дипольную антенну вертикально, но все равно на экране был один белый шум и лишь изредка проявлялась картинка.
\n

\n

Почему же цифра пробивает лучше аналога, ведь радиоволны там одни и те же и в том же диапазоне частот. Даже антенны взаимозаменяемы. Если объяснять поверхностно, то всё дело здесь в двухстороннем протоколе связи HDL с многократной коррекцией ошибок. Если аналоговая система в любых условиях технически работает одинаково, то цифровая система постоянно подстраивается под разные условия работы. Очки всегда отправляют на воздушный юнит подтверждение о получении каждого кадра. Таким образом, юнит знает, что показали очки, а что еще нет. При сильной потери пакетов, он может снизить битрейт видео чтобы уменьшить поточную нагрузку на канал связи или увеличить задержку, если очки часто запрашивают повторную передачу кадра. То есть система делает всё, чтобы максимально улучшить качество связи и держать ее до последнего.
\n
\nКонечно, в хороших условиях, на прямой видимости аналог будет работать дальше, потому что двухсторонняя связь и коррекция ошибок здесь избыточна. Но появление пригодных цифровых протоколов дальнего действия лишь вопрос времени. Например хороший задел сейчас у проекта OpenHD. Ну а у DJI FPV System дальность ограничена в 6.5 километров из-за особенностей реализации протокола HDL.

\n

МИФ 4. Из-за высокой задержки DJI FPV непригодна для гоночных квадрокоптеров

\n

Надеюсь я достаточно подробно объяснил все тонкости работы цифровой системы DJI FPV и наглядно показал её реальное превосходство над аналоговой. В части основного функционала системы – приема и передачи HD FPV видео, осталось лишь подробно рассмотреть вопрос задержки, потому что среди многих пользователей аналоговых систем, распространен миф о том, что задержка видео здесь настолько высокая, что делает полет по FPV на гоночном дроне совершенно непригодным. Объективно измерить и сравнить реальные задержки аналога и цифры я к сожалению не могу, потому что у меня нет подходящего оборудования. Но можно обратится к теории, а также практике профессиональных пилотов и работу системы в “боевых условиях”.
\nПо техническим характеристикам задержка в режиме Low Latency у DJI FPV составляет в среднем 27 миллисекунд и сопоставима с большинством аналоговых камер. Например, популярные Runcam Eagle 2 или Foxeer Arrow 2 обладают задержкой в те же 25-30 миллисекунд. Конечно, есть камеры с более низкой задержкой, но в целом иметь задержку камеры ниже 20 миллисекунд на аналоге не имеет смысла, потому что за секунду чересстрочной развертки в системе PAL, меняется не более 50 кадров и новый полукадр будет появляться не чаще чем раз в 20 миллисекунд.
\nЛучше обратить внимание на задержку управления, ведь необдуманное включение 16 каналов вместо 8 на протоколе ACCST от FrSky увеличит задержку по управлению дополнительно с 9 до 18 миллисекунд, то есть почти на 10 миллисекунд. И большинство пилотов этого даже не заметит. Я говорю о среднестатистических пользователях, которые намерены просто получить удовольствие от полета. Хотя даже профи из команды Rotor Riot летая на DJI FPV показывает результат незначительно хуже, чем на аналоговой системе (разница в пролете круга от 0.5 до 2.5 секунд).
\n
\nВидимо эти 5-7 миллисекунд задержки все таки дают о себе знать. В соревнованиях ведь как известно каждая доля секунды на счету, поэтому тут выбор очевиден. Однако, если вы не летаете как профессионал, то вопрос задержки вас волновать не должен, вы ее просто не заметите. А иногда даже профи придется выбирать между цифрой и аналогом в случаях, когда качество видео будет иметь решающее значение в скорости распознавания препятствий.

\n

МИФ 5. Стоимость DJI FPV System слишком высокая для массового использования и доступна лишь энтузиастам

\n

Изначально, я не хотел рассматривать вопрос стоимости в статье про качество видео, но он настолько актуален, что все таки требует внимания. Один из последних аргументов против DJI FPV это ее высокая стоимость относительно аналоговой системы. Давайте посчитаем и сравним. Стоимость системы DJI FPV в комплекте с одним воздушным юнитом 620$. Дорого? Конечно. Но теперь попробуем собрать топовую аналоговую систему с FullHD рекордером. Очки Fatshark HDO2 — 550$, приемник Immersion Rapidfire — 150$, передатчик TBS Unify Pro — 50$, комплект антенн Immersion Spironet — 40$, камера формата split — 60$. Общая стоимость примерно 850$. Значительно дороже системы DJI FPV. Даже если мы сэкономим на приемнике, антеннах или возьмем другую камеру и очки предыдущего поколения, общая стоимость будет сравнима с DJI FPV.
\n

\n

И что мы в итоге получаем за эти деньги? Существенно менее четкое изображение с помехами, плохой работой в условиях непрямой видимости и очень маленьким преимуществом в части задержки видеосигнала. Конечно многие скажут, что покупка системы DJI FPV будет выгодна только тем, кто покупает ее с нуля, а для тех кто уже имеет некоторое аналоговое оборудование выгоднее продолжать покупать аналог. На самом деле это верно только для пользователей, недавно купивших топовую аналоговую систему, а владельцам бюджетных компонентов желающих приобрести что-то более качественное, выгоднее их продать и частично перейти на цифру, ведь поддержка аналога там есть.
\nТеперь о крашах. Ведь дорого разбивать воздушный юнит стоимостью 130$. На самом деле камера и видео передатчик хорошо защищены алюминиевым корпусом. Поэтому при использовании подходящей для них рамы, максимум что вам грозит это разрушение линзы на камере или разрыв шлейфа. И то и другое стоит не дороже, чем у аналоговых камер. Даже в случае очень неудачного краша и полного выхода из строя камеры, она отдельно продается по цене около 60$. Передатчик повредить практически невозможно, но он так же продается отдельно за 85$. Да недешево, но не забываем о преимуществах.
\nВедь цифровая система от DJI дает понять истинное назначение FPV — полет от первого лица. Летая в ней вы почувствуйте себя на борту вашего беспилотника, а не у старого телевизора. Наверное многие подумают, что у меня предвзятое отношение к системе от DJI. На самом деле это не так. Цель этой статьи — популяризировать цифровое FPV и дать понять, что система от DJI не какой-то там сырой и экспериментальный прототип за бешеные деньги, а законченный и полностью работоспособный продукт, предназначенный для массового использования. Ведь чем быстрее наше сообщество начнет переходить на цифру, тем быстрее пойдет прогресс и удешевление технологий в этой области, что лучше в конечном итоге для всех нас. А покупая топовые аналоговые очки в 2020 году без реальной необходимости вы поддерживаете известного производителя и стимулируете его лишь на выпуск очередных HDO с новыми экранами и линзами, но на устаревших технологиях в корпусе 6-ти летней давности.
\nЯ не стараюсь призывать вас к однозначной покупке DJI FPV, возможно вам стоит подождать других цифровых систем. Я лишь стараюсь объективно раскрыть область нового для нас цифрового ФПВ, чтобы обратить вашу заинтересованность в сторону более совершенных систем.

\n

Ну а на этом у меня всё, надеюсь статья получилась интересной и вам понравился детальный разбор популярных мифов в отношении цифрового FPV. Если у вас возникли какие-то вопросы или вы считаете что я в чём-то оказался не прав, пишите об этом в комментариях. Всем хорошего дня!

\n

Видеоролик:

\n