fpv 드론 프로젝트-2

우선 영상 송수신에는 다양한 방법들이 존재 한다. 기존의 FPV 시스템은 RF통신을 이용하는데 주 이용 주파수 대역이 우리가 주로 WIFI 나 BLE 또는 RC 제품이 사용하는 주파수 대역과는 다르게 900MHz, 1.2GHz, 2.4GHz, 5.8GHz 다양한 대역대의 주파수를 사용한다. 하지만 주로 2.4GHz대역은 일반적으로 wifi 및 ble 또는 유형의 rc 조종체 들은 2.4GHz 대역을 사용하는 경우가 있기 때문에 장거리에서는 이 외의 주파수를 들을 사용한다. 하지만 우리의 프로젝트는 위 주파수도 포함하지만 주요 주파수 대역을 2.4GHz와 5GHz 대역을 메인으로 잡기로했다. 이는 기본적으로 wifi 대역폭을 이용하여 중장거리의 통신을 이용하며 또한 ap 중계기를 이용하여 이러한 장거리에 대한 현장에서도 유연하게 사용이 쉬운 방법을 이용해보고자 한다.

wifi 상태에서 영상 송수신을 위해서 선택한 영상 전송 패키지는 GStreamer 기반의 rtsp 영상전송을 선택하였다. 해당 방법을 이용하면 손쉽게 open hw에 설치 및 실행이 가능한 장점을 이용하기로 하였다,

Gstreamer 라는 미디어 처리 구성 요소인 그래프를 구성하기 위한 라이브러리로 비디오(비선형 편집) 처리를 통한 스트리밍이다. 이 라이브러리는 LGPL로 배포 되는 라이브러리로 API와 ABI 이는 모두 병렬로 설치 할 수 있게 해주기 때문에 본 논문에서 적용하고자 한다.

2.0 객체 모델을 기반으로 객체 지향 설계를 상속되고, 코어 또한 500KB 이하의 소형 코어 라이브러리이며 동시에 코드는 65 K 라인이기 때문에 저전력에 저용량 스트리밍 설계를 할 수 있다. 실제로 이 코드만을 실행 했을 때 5V 2500mAh 약 9.6Wh 의 보조 전원으로 오픈하드웨어와 오픈하드웨어 전용 카메라(약 0.75W) 보드(2.05W)를 이용해서 직접 테스트 해본 결과 약 3.5 시간 가량 사용 가능하였다.

그러나 스트리밍을 컴퓨터나 서버쪽에서도 보기 위해서는 RTSP에 해당 라이브러리를 입혀서 스트리밍을 연결해주지 않으면 따로 파이프라인을 만들어야 한다.

Linux/Unix: OpenMAX-IL (via gst-omx)

Windows: DirectShow

Mac OS X: QuickTime

그러므로 이런 플레이어로만 재생이 가능하다.

 

RTSP에 영상을 올려 실시간 스트리밍을 할 수 있게 설정한다. 그러나 그렇게 되면 실시간으로 약 0.3sec의 적은 딜레이로 영상을 스트리밍 받을 수 있지만 RTSP에서 FFmpeg 를 이용하기 때문에 시청하는 쪽에서 코덱에 리소스가 많이 들어가게 된다. 하지만 현재 다양한 스마트폰의 AP가 매우 높은 수준으로 올라갔기 때문에 이러한 부담적인 면에서도 충분히 소화할 것으로 예상된다. 현재 이러한 스트리밍에 대한 다양한 OPEN SOURCE와 함께 공개된 앱들을 통해서도 적은 레이터시와 중장거리에서도 유연한 영상을 보여줄것으로 기대 해볼 수 있다고 예상 되기에 HMD 장비에 ANDROID OS가 탑재된 모델을 선정하게 되었다.

또한 다양한 플러그인을 지원하기 때문에 다양한 사양에 맞춰서 낮은 사양의 모델에서도 빠른 영상 송수신이 가능할 것으로 예상된다.

 

해당 플랫폼을 이용하여 FPV 플랫폼을 개설한다면 아래와 같은 모식도를 완성할 수 있다.

다음 차시에서는 위 플랫폼 구현을 기반으로 외형 설계 및 스트리밍을 위한 보드 준비 과정을 다뤄 보고자 한다.

 

 

참고 GSTREMAER : https://gstreamer.freedesktop.org/