Latencia de vídeo FPV: cámaras analógicas vs digitales (Prosight, fpv.blue, Wifibroadcast...)

20 abril 2017, Rubén

La latencia es uno de los factores clave que tenemos que tener en cuenta a la hora de hacernos con nuestro equipo FPV racing. Los drones de carreras alcanzan velocidades altísimas (más de 100 km/h) y cuanto mayor es la latencia menor es el control que tendremos del dron. En un dron de competición una latencia mayor de 50ms es demasiado alta para controlarlo con precisión. No clavaremos los giros y perderemos tiempo en cada curva. Sin embargo, esa latencia sí que es aceptable en drones más lentos o en aviones a radio control. Todo depende del uso que le vayamos a dar.

Sistemas FPV testeados

Sistemas FPV de transmisión y recepción de la señal

  • Analógico: 5.8 GHZ con una cámara CCTV (la XK-3089).

  • Analógico: 5.8 GHZ con una cámara GoPro a 720p y 100fps.

  • Digital: Amimon Prosight, en el modo HP (High Performance – alto rendimiento) y HQ (High Quality – calidad alta).

  • Digital: fpv.blue, usando la conexión HDMI con una GoPro a 720p y 50fps y una cámara modificada a 720p y a 480p.

  • Digital: Wifibroadcast con la configuración por defecto, corriendo en una Raspberry Pi 1 en el emisor y en una Raspberry Pi 2 en el receptor.

Pantallas testeadas

  • Analógica: RMRC-LCD-12.

  • Analógico y digital: gafas Headplay HD.

  • Digital: un monitor de ordenador normal (LQ121K1LG52, M.NT68676.2A).

La metodología de prueba fue la siguiente: los chicos de fpv.blue utilizaron una Arduino que encendía un LED y con un fotodiodo OPT101P de Texas Instruments. Luego comprobaban cuánto tiempo tardaban en detectar que se había encendido el led.

Resultados de la prueba de latencia FPV

latencia sistemas f p v
Latencias del sistema FPV
Nota: una actualización de firmware ha disminuido la latencia de las gafas Headplay hasta un máximo de 50ms. Por lo que los tiempos de las Headplay serán muy parejos a los tiempos del monitor de PC (rápido)

Comentarios sobre la gráfica

Vamos a hacer unas puntualizaciones importantes:

  • Pantalla: es uno de los componentes más críticos y que muchas veces no se le presta la suficiente atención.

  • Cámara: a día de hoy las cámaras CCTV siguen siendo las que mejor rendimiento consiguen.

  • GoPro: la salida analógica de la GoPro es más lenta que la mayoría de las cámaras digitales. Además, al incrementar los fps de captura aumenta la latencia de la salida.

  • Gafas Headplay: consiguen el mejor rendimiento cuando la entrada tiene la resolución nativa de las gafas 1280 x 800 píxeles (16ms). Si la entra es a 720p, las gafas tienen que escalar el vídeo produciéndose un retraso adicional de 6ms.

Conclusiones

La cámara, el transmisor, el receptor y la pantalla deben estar en sintonía. Funcionan como una cadena en el que el eslabón más débil hace que el sistema colapse. Para minimizar la latencia es importante que todos los componentes trabajen a la resolución nativa, así no habrá que reescalar el vídeo disminuyendo el tiempo de procesado. También el transmisor debe utilizar una forma de codificar el vídeo (códecs) lo más rápida posible, aunque esto, normalmente, es menos configurable por nuestra parte.

Es importante aclarar que debemos elegir el sistema FPV que más nos convenga en función del uso que le vayamos a dar:

  • Si vamos a utilizar un dron de carreras rápido (profesional) lo adecuado sería elegir un sistema con el que bajásemos de 50ms de latencia (sí o sí). De momento la opción más rápida sería una cámara CCTV y transmisión analógica. Aunque con una señal digital conseguiremos imágenes más claras y con bordes nítidos y marcados. Las mejores alternativas digitales son el Prosight en modo HP (High Performance – alto rendimiento) o una cámara digital a 480p.

  • Si realizamos vuelos recreativos o con drones no tan rápidos podemos elegir un sistema FPV que, aunque tenga más latencia nos dé una calidad de imagen mejor.

Aquí te dejo un vídeo de lo que se puede hacer con un sistema FPV con buena latencia

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