RubyFPV开源代码之系统简介

1. 源由

RubyFPV以前是闭源的，不过Jan 26, 2023 PetruSoroaga上传了代码。详见：Github - RubyFPV

目前状态是代码已经非常好的与OpenIPC项目兼容，在地面端和天空端使用。Ruby 是一个完整的平台（硬件和软件），专为控制和管理无人机、飞行器、汽车以及其他遥控车辆而设计，同时提供多个点之间可靠的端到端数字无线电链路。

为了这个，就有必要学习和简单了解下。

rubyFPV 首页宣传视频

2. 工程架构

all├──> vehicle //天空端│   ├──> ruby_start: .o│   ├──> ruby_utils │   │   ├──> ruby_logger: .o│   │   ├──> ruby_initdhcp: .o│   │   ├──> ruby_sik_config: .o│   │   ├──> ruby_alive: .o│   │   ├──> ruby_video_proc: .o│   │   ├──> ruby_update: .o│   │   └──> ruby_update_worker: .o│   ├──> ruby_tx_telemetry: .o│   └──> ruby_rt_vehicle: .o├──> station //地面端│   ├──> (*)ruby_start│   ├──> (*)ruby_utils │   ├──> ruby_controller: .o│   ├──> ruby_rt_station: .o│   ├──> ruby_tx_rc: .o│   ├──> ruby_rx_telemetry: .o│   └──> ruby_player_radxa: .o├──> ruby_i2c: .o├──> ruby_plugins │   ├──> ruby_plugin_osd_ahi: .o│   ├──> ruby_plugin_gauge_speed: .o│   ├──> ruby_plugin_gauge_altitude: .o│   ├──> ruby_plugin_gauge_ahi: .o│   └──> ruby_plugin_gauge_heading: .o├──> ruby_central: .o└──> tests├──> test_drm: .o├──> test_gpio: .o├──> test_log: .o├──> test_port_rx: .o├──> test_port_tx: .o└──> test_link: .o

3. 特性介绍（软件）

3.1 特性亮点

• 支持433/868/915MHz和2.4/5.8GHz频段的多重冗余无线电链路：
  不同频段（433MHz、868/915MHz、2.3GHz、2.4GHz、2.5GHz和5.8GHz）的多重冗余无线电链路可在车辆、地面控制站和中继之间同时使用，以提高连接的可靠性、链路质量和通信范围。

• 自适应视频、自适应无线电链路、重传机制：
  Ruby会在无线电条件恶化时自动调整视频码率、视频编码质量、无线电数据速率和无线电调制方式，以保持视频流的稳定性。此外，Ruby还会在无线电条件过度恶化时自动执行重传和错误校正。

• 中继功能：
  系统中可以添加移动（车辆）或固定中继节点，以实现更远距离的通信并突破视线范围限制。
  了解更多关于Ruby中继功能的工作原理及配置方法：中继无线电链路：工作原理及配置方法。

• 加密功能：
  无线电链路可实现端到端加密，确保只有授权组件能够解码无线电数据。

• 实时视频、遥测、远程控制、辅助与自定义数据流：
  Ruby默认支持无人机所需的所有数据能力，包括实时视频流（最高可达4K分辨率）、遥测、控制以及用户自定义数据流。

• 丰富的用户界面和控制界面：
  提供多种可配置的OSD屏幕、仪表、小部件以及第三方开发的用户界面插件，可供切换和操作。

3.2 数字优势

• 无噪声的视频传输：提供清晰的视频画面。
• 支持数据传输：可以同时发送遥测数据和其他自定义数据。
• 错误校正与数据可靠性：提升通信的稳定性和准确性。
• 可配置参数更多：不仅支持频率和频段的设置，还支持分辨率、帧率、抗干扰能力等视频链路相关参数的配置。
• 支持特殊场景：例如3D视频、摄像头切换等功能几乎无需额外配置即可实现。

3.3 使用功能

• 双向无线电链路：可根据无线电条件调整视频质量，从而提高视频流的质量；
• 视频录制功能；
• 远距离无线电链路：无线电链路的范围（根据配置）在2公里至40公里之间（这是目前测试的最大范围）；
• 低端到端视频延迟：在当前硬件上延迟最低可达40毫秒。遥测和远程控制的延迟更低，少于10毫秒；
• 多机绑定：支持绑定多个模型（类似普通的遥控器），并能实时切换；
• 车辆实时控制与遥测数据；
• 观众模式：允许其他人作为观众观看实时视频流；
• 通过无线电链路更新车辆软件；
• 多种OSD布局；
• 详细的链路质量和视频解码统计信息；
• 多摄像头配置：支持实时切换不同摄像头配置以适应不同飞行条件；
• 双向遥测和自定义数据流：遥测支持MAVLink和LTM协议，其他协议仍在开发中；
• 丰富的设置和参数：所有设置和参数均可通过OSD和菜单实时更改。

4. DEMO推荐（硬件）

• OpenIPC

SSC338Q/SSC30KQ
IMX335, IMX415

• Raspberry

Zero 2/Pi3/Pi4
Raspberry Pi v1,v2, HQ cameras

• Radxa 3W/E/C

RK3566

• Radio

433 Mhz band SiK, ELRS radio modules
868/915 Mhz band SiK, ELRS radio modules
2.3/2.5 Ghz band Atheros chipsets AR9271 cards
2.4 Ghz band Atheros chipsets AR9271 cards
5.8 Ghz band Realtek chipsets RTL8812AU, RTL8811AU, RTL8812EU cards

4.1 天空端

搭配：SBC + Camera + BEC/UBEC + RF Card(s)

• 1 SBC (Single Board Computer, ie Raspberry, OpenIPC hardware camera, see below);
• 1 camera (see below the full list of supported camera types);
• 1 BEC/UBEC or any good 5V power supply (for providing a solid, high current capable, 5V supply to the PI board and network cards);
• 1+ radio card(s) in 433/868/915Mhz, 2.4Ghz or 5.8Ghz bands(multiple can be used for Rx diversity or multiple radio links); see the list below of all supported radio cards.

4.2 地面端

搭配：SBC + BEC/UBEC + RF Card(s) + HDMI Display + 4 Button

• 1 SBC (Single Board Computer, ie Raspberry, Radxa; see below);
• 1 BEC/UBEC or any good 5V power supply;
• 1+ radio card(s) in 433/868/915Mhz, 2.4Ghz or 5.8Ghz bands(multiple can be used for Rx diversity or multiple radio links); see the list below of all supported radio cards.
• 1 HDMI display; Or any device that can display HDMI;
• 4 (+3 additional optional) Push buttons. This is for the menu navigation on the controller. If you choose to use a rotary encoder for menu navigation, or a USB keyboard, then you don’t need these push buttons.

4.3 按键硬件

类似这种5向按键就非常适用，性价比超高！

Raspberry Pi

Radxa 3W/E/C

5. 软件设计

TBD. 后续逐步给出，暂时还没有去看RubyFPV的代码。从逻辑的角度，先整体设计上看一个大概先。

6. 参考资料

• https://rubyfpv.com/
• Github - RubyFPV