大疆無人機(jī)技術(shù)揭秘，牛皮不是吹出來的

　　未來，我們還要做得更加精細(xì)，更加精準(zhǔn)，就是要把99%變成99.9%，這就是工匠精神?！薄?a href="http://ttokpm.com/v/tag/1974/" target="_blank">大疆創(chuàng)新副總裁王帆

　　在近兩個(gè)小時(shí)的對(duì)話中，這是王帆給我印象最深刻的一句話，大疆仍然保留著它專注技術(shù)的基因，腳踏實(shí)地的態(tài)度和追求極致的信念。

　　大疆精靈4

　　工匠精神，究竟是如何體現(xiàn)在大疆的產(chǎn)品上的呢？

　　王帆：“我們最引以為傲的是室內(nèi)外復(fù)雜條件下的精準(zhǔn)懸停技術(shù)?！?/p>

　　“懸?！笔?a href="http://ttokpm.com/v/tag/9407/" target="_blank">多旋翼無人機(jī)最基本的能力，三維位置、三維角度、三維速度、三維加速度、三維角速度，這十五個(gè)需要測(cè)量的狀態(tài)都對(duì)多旋翼無人機(jī)保持穩(wěn)定飛行有至關(guān)重要的作用。

　　控制器通過一系列“串級(jí)控制”來調(diào)整飛行姿態(tài)：已知三維位置并始終鎖定在懸停位置，這里的控制量是一個(gè)目標(biāo)的懸停速度，當(dāng)飛行器位于懸停位置時(shí)，目標(biāo)懸停速度為0；當(dāng)飛行器偏離懸停位置時(shí)，目標(biāo)懸停速度不為0，方向趨于懸停位置。

　　大疆的組合導(dǎo)航技術(shù)結(jié)合GPS、慣性測(cè)量元件、地磁指南針和氣壓計(jì)各自的優(yōu)缺點(diǎn)，通過處理電子信號(hào)、融合多種傳感器的測(cè)量值，獲得較為準(zhǔn)確的飛行器十五個(gè)狀態(tài)量的測(cè)量。

　　王帆：“大疆精靈4的Active track功能，也叫作智能跟隨，通過圖像識(shí)別和機(jī)器學(xué)習(xí)，真正實(shí)現(xiàn)了視覺追蹤?！?/p>

　　大疆在精靈4上實(shí)現(xiàn)了雙目立體視覺系統(tǒng)加慣性測(cè)量元件構(gòu)成的視覺里程計(jì)，這是一種算法非常復(fù)雜的視覺感知系統(tǒng)，不僅要通過圖像反推出視野中物體的平面運(yùn)動(dòng)，還要反推出這些物體的三維位置，并且基于這些物體的三維位置做多次優(yōu)化計(jì)算。

　　但是，采用類似人眼結(jié)構(gòu)的雙目立體視覺系統(tǒng)，這點(diǎn)就比較容易實(shí)現(xiàn)。因?yàn)橐粋€(gè)物體同時(shí)出現(xiàn)在左右兩個(gè)相機(jī)的視野中時(shí)，左右視野有視差，視差可以幫助解算物體的位置，只需要簡單的幾何關(guān)系就可以解決，這類技術(shù)已經(jīng)非常成熟。

　　底部雙目立體視覺系統(tǒng)

　　類似于視覺追蹤的功能其實(shí)在大疆之前的產(chǎn)品之中就具備，但是當(dāng)時(shí)僅僅是設(shè)定GPS點(diǎn)之后，環(huán)繞該點(diǎn)進(jìn)行飛行。大疆在精靈4上真正實(shí)現(xiàn)了基于畫面識(shí)別技術(shù)的跟蹤，而且全程有自動(dòng)避障。

　　王帆：“從室內(nèi)，到室外，無縫對(duì)接，我們的產(chǎn)品不會(huì)產(chǎn)生任何偏移，這才是基本的、關(guān)鍵的、核心的，而不是其他花哨的功能。”

　　精靈4有兩套雙目立體視覺系統(tǒng)，一套向前看，一套向下看。這樣的設(shè)計(jì)有兩個(gè)好處：1. 向下看的一套雙目立體視覺系統(tǒng)可以探測(cè)下方地面上物體的三維位置，從而知道地面的距離；2. 向前看的一套雙目立體視覺系統(tǒng)可以用來探測(cè)前方場(chǎng)景中物體的深度，產(chǎn)生深度圖進(jìn)行障礙感知。

　　深度圖

　　精靈4上一共有GPS、慣性測(cè)量元件、氣壓計(jì)、地磁指南針、超聲波模塊、雙目視覺系統(tǒng)六種傳感器。其中雙目視覺系統(tǒng)有兩套，共4個(gè)相機(jī)；慣性測(cè)量元件有兩個(gè)，實(shí)現(xiàn)雙冗余備份；地磁指南針也有兩個(gè)，同樣雙冗余。當(dāng)工作中的慣性測(cè)量元件或者地磁指南針受到嚴(yán)重干擾的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行備份切換，切換到另一個(gè)傳感器上。

　　有了這些傳感器以后，組合導(dǎo)航系統(tǒng)升級(jí)成為了智能導(dǎo)航系統(tǒng)。智能導(dǎo)航技術(shù)極大拓展了飛行器可以活動(dòng)的空間，當(dāng)有GPS的時(shí)候，系統(tǒng)可以通過GPS為主進(jìn)行十五個(gè)狀態(tài)量的測(cè)量，視覺里程計(jì)依然可以繼續(xù)運(yùn)作，提供額外的速度和位置的測(cè)量值進(jìn)一步提高精度；GPS信號(hào)不好的時(shí)候，視覺里程計(jì)可以接替GPS為整個(gè)系統(tǒng)提供穩(wěn)定的觀測(cè)。

　　王帆：“我們圖像數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)幫助廣大的航拍愛好者實(shí)現(xiàn)他們的創(chuàng)意和想法?！?/p>

　　Lightbridge是大疆自在研發(fā)的專用通信鏈路技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)幾乎“零延時(shí)”的720p高清傳輸和顯示，距離通?？蛇_(dá)2公里以上，在開闊無干擾的情況下甚至可達(dá)5公里以上。

　　Lightbridge技術(shù)使用單向圖像數(shù)據(jù)傳輸，類似位于高處的電視廣播塔的數(shù)據(jù)傳輸形式。此項(xiàng)技術(shù)毫無疑問是現(xiàn)階段無人機(jī)圖傳中最先進(jìn)的，不僅可以最小化圖傳延時(shí)，還可以最大化傳輸距離。從技術(shù)實(shí)現(xiàn)上來講，正是因?yàn)長ightbridge使用的是單向廣播數(shù)據(jù)的方式，即使飛得遠(yuǎn)，圖傳延時(shí)仍能穩(wěn)定保持在100-200毫秒左右。

　　新一代精靈4航拍無人機(jī)，它所搭載的相機(jī)能拍攝4K/30fps和1080p/120fps視頻，實(shí)現(xiàn)了慢動(dòng)作拍攝。鏡頭8片鏡片的設(shè)計(jì)，94°視角、f/2.8光圈，最近對(duì)焦距離降低至1米，與Phantom 3相機(jī)鏡頭相比，畸變降低了36%，色差降低了56%。

　　在照片質(zhì)量方面，Phantom精靈4的相機(jī)還能以Adobe DNG RAW格式拍攝1200萬像素照片，視頻與照片兩不誤。之前界定專業(yè)級(jí)與消費(fèi)級(jí)航拍無人機(jī)的主要標(biāo)準(zhǔn)，也就是成像質(zhì)量，如今在大疆4上已經(jīng)跨越。正如官方宣傳片所說，大疆提供了一整套完美的航拍解決方案

　　最后，用王帆的另一句話作結(jié)尾，很合適。

　　王帆：“我們不是一個(gè)PPT上的企業(yè)。在實(shí)現(xiàn)以前，我們不會(huì)到處說。”