玩无人机的朋友，是不是遇到过这种情况：明明操作杆推过去了，无人机却迟半秒才反应，差点撞树？特别是用 UDP 通讯的时候，延迟稍微大一点，就可能出危险。为啥 UDP 在无人机控制里这么容易延迟？有没有办法把延迟压到最低？小编带过几次无人机航拍团队，刚开始总因为延迟问题炸机，后来试了好几种方法，总算把延迟控制住了。今天就聊聊 UDP 通讯在无人机控制中的延迟控制方法，新手看完，操控能稳不少。
先明白：无人机控制为啥非 UDP 不可？延迟的危害有多大？
无人机和遥控器之间的通讯，基本都用 UDP，这和它的特点分不开：
UDP 快啊！无人机需要实时响应操控指令，比如上升、转向，指令从遥控器传到无人机，晚 0.1 秒就可能偏离航线。TCP 虽然稳，但发指令前要 “握手” 确认，太耽误时间，根本满足不了无人机的实时性要求。小编之前试过用 TCP 控制无人机，延迟能到 300 毫秒，操控起来像喝了酒，晃晃悠悠的，换成 UDP 后，延迟直接降到 50 毫秒以内。
但 UDP 的延迟要是没控制好，危害可不小：低空飞行时，延迟超 100 毫秒，躲避障碍物就来不及；高速飞行时，一点延迟就可能导致姿态失控，小编团队就有过一次，延迟太大，无人机直接撞墙，修了两千多块。
延迟从哪儿来？这几个地方是 “重灾区”，新手别忽略
想控制延迟，得先知道它是从哪儿冒出来的，无人机场景里这几个原因最常见：
1. 数据包太大，传输路上 “走得慢”
无人机的控制指令（比如油门、俯仰角）其实不需要太多数据，但要是顺便发了高清图传数据，或者加了太多冗余信息，数据包就会变大。大数据包在空气里传输，就像大货车在路上跑，肯定比小轿车慢。小编测过，一个 100 字节的指令包，传输延迟 50 毫秒；加了 500 字节的图传预览，延迟直接涨到 150 毫秒。
2. 传输频率太高，“堵车” 了
有些新手觉得 “发得越勤越保险”，每秒发 100 个控制包，结果无人机的接收模块处理不过来，就像快递员一天收 100 个包裹，根本来不及送，只能堆在门口，延迟自然就大了。小编试过每秒发 30 个包，和每秒发 100 个包，实际控制效果差不多，但后者延迟高了 30%。
3. 信号干扰，数据 “绕路” 走
无人机飞的时候，遇到高楼、高压线，或者其他无线电设备（比如对讲机），信号会被干扰。干扰一来，数据就可能绕路走，多走几百米，延迟就上去了。小编在城市高楼区飞，延迟比空旷场地高 2-3 倍，就是这个原因。
实测有效的延迟控制方法，照着做准没错
针对上面的原因，这几个方法在无人机控制里特别管用，小编团队亲测有效：
1. 给数据包 “瘦身”，只传关键信息
控制指令里，只保留油门（0-100）、俯仰角（-30 到 30）、偏航角（-180 到 180）这些必要数据，用数字代替文字，比如 “油门 50” 写成 “T:50”，一个包控制在 50-100 字节以内。小编改完后，单个包的传输时间从 20 毫秒降到 8 毫秒，效果立竿见影。
2. 控制传输频率，别给接收端添堵
根据无人机的响应速度定频率，一般每秒 10-30 个包就够。比如手动操控时，每秒 20 个包；自动巡航时，每秒 10 个包就行。小编团队的无人机，用这个频率，接收模块 CPU 占用率从 80% 降到 30%，延迟明显降低。
3. 选对通讯模块，避开干扰源
别用普通 WiFi 模块，换 5.8GHz 的图传模块（比如大疆的 O4 数字图传），抗干扰能力强，延迟能压到 20 毫秒以内。飞行时，尽量避开高压线、基站，天线朝无人机方向，别被机身挡住。小编之前用 2.4GHz 模块，换 5.8GHz 后，干扰导致的延迟减少了 60%。
4. 加个 “优先级”，关键指令先走
把指令分优先级：紧急指令（比如刹车、返航）设为最高级，普通指令（比如微调方向）设为低级。接收端先处理高级指令，低级指令稍微等一下没关系。小编在程序里加了这个逻辑，紧急刹车的响应时间从 50 毫秒降到 20 毫秒，好几次避免了炸机。
不同场景延迟控制对比，选对方法更高效
不同飞行场景，适合的方法不一样，看这个表更清楚：
| 场景 | 推荐方法 | 延迟控制目标 | 注意事项 |
|---|---|---|---|
| 低空穿越 | 瘦身数据包 + 高优先级指令 | <50 毫秒 | 避开障碍物，减少信号遮挡 |
| 高空巡航 | 控制频率 + 抗干扰模块 | <100 毫秒 | 天线朝向无人机，保持信号稳定 |
| 城市复杂环境 | 5.8GHz 模块 + 优先级划分 | <150 毫秒 | 远离基站、高压线等干扰源 |
小编在低空穿越时，严格按 “瘦身 + 优先级” 来，延迟基本稳定在 30-40 毫秒，操控很跟手；高空巡航时，放宽到 80-100 毫秒，也足够安全。
自问自答：这些问题你可能也遇到过
问：延迟是不是越低越好？太低会不会有问题？
答：不是越低越好，够用就行。比如每秒 10 个包能满足控制，硬要提到每秒 50 个，反而增加接收端负担。小编试过把延迟压到 10 毫秒以内，结果无人机有点 “过于灵敏”，轻微碰一下摇杆就猛动，不好控制。
问：用了这些方法，还是延迟高，咋办？
答：检查硬件是不是拖后腿。比如遥控器的通讯模块太旧，或者无人机的接收天线接触不良。小编之前换了个新的 5G 图传模块，延迟直接从 200 毫秒降到 30 毫秒，比软件优化效果还明显。
问：室外风大，会不会影响 UDP 延迟？
答：风大主要影响无人机的飞行姿态，不直接影响 UDP 延迟。但风大时无人机晃动厉害，可能导致天线角度变化，间接增加延迟。这时候可以手动调整天线方向，尽量对准无人机。
小编觉得，UDP 通讯在无人机控制里的延迟控制，核心是 “够用就好”，不用追求极致低延迟，而是要稳定在安全范围内。新手别一开始就堆复杂算法，先把数据包瘦身、控制好频率、选个好模块，这三点做好，80% 的延迟问题都能解决。
其实啊，飞无人机多了就会发现，延迟控制就像开车，不是开得越快越好，而是要稳，能按自己的意图走。希望这些方法能帮你飞得更稳、更安全，少炸机，多拍好东西。
