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大疆工程師揭秘Mavic隨身無人機(jī)設(shè)計(jì)背后的細(xì)節(jié)

發(fā)布日期:2016-09-28??來源:搜狐科技我要投稿我要評論
 

(原標(biāo)題:大疆工程師揭秘Mavic隨身無人機(jī)設(shè)計(jì)背后細(xì)節(jié))

大疆工程師揭秘Mavic隨身無人機(jī)設(shè)計(jì)背后的細(xì)節(jié)

【搜狐科技消息】摘要:鑒于目前消費(fèi)級無人機(jī)在體積、重量及槳葉安裝等方面存在著諸多不便之處,大疆花費(fèi)近兩年的時(shí)間研發(fā)并推出了Mavic隨身無人機(jī)。Mavic第一次將Phantom精靈系列無人機(jī)的性能和拍攝質(zhì)量帶到了隨身無人機(jī)的身上,做到了真正便攜的程度,而幾乎沒有損失性能。市面上目前體積能做到Mavic這么便攜的無人機(jī),性能跟Mavic則完全不在同一個(gè)等級,就像玩具一樣。在性能和便攜性兩個(gè)維度上結(jié)合考量,Mavic目前幾乎是一騎絕塵,沒有對手。

本文作者是Mavic設(shè)計(jì)工程師雨眠。在這篇文章中,雨眠詳細(xì)介紹了Mavic的設(shè)計(jì)理念,并從折疊方式、轉(zhuǎn)軸、云臺、續(xù)航、快拆折疊槳、傳感器、飛控、遙控器、圖傳等多個(gè)角度,詳細(xì)闡述了Mavic隨身無人機(jī)研發(fā)過程中的細(xì)節(jié)與考量。

文章也從個(gè)人角度,指出了目前無人機(jī)行業(yè)中普遍存在的一些浮躁及對消費(fèi)者不負(fù)責(zé)任的潛規(guī)則,值得整個(gè)行業(yè)深思。希望消費(fèi)者能夠通過這篇文章,對無人機(jī)的技術(shù)有一些了解,同時(shí),能夠擦亮眼睛,在購買無人機(jī)前有正確的判斷,在試飛過程中能規(guī)范化操作,避免不必要的損失。(丁丁)

作者:雨眠 Mavic設(shè)計(jì)工程師

產(chǎn)品終于發(fā)布了,近兩年的努力終于與世人見面,此刻非常激動(dòng)。

正在連夜趕一篇長篇干貨回答,寫完了貼上來。

閱讀知乎多年,一直沒有回答過什么問題,這次作為Mavic的設(shè)計(jì)工程師,對它了解得比較全面,所以試著回答一下這個(gè)問題。第一次認(rèn)真寫回答,希望大神們輕拍。

我會(huì)比較詳細(xì)的介紹這款全新機(jī)型的設(shè)計(jì)。利益相關(guān)就不用多說了,我是DJI的員工,但這篇文章代表我的個(gè)人意見。我會(huì)本著工程師的信譽(yù),實(shí)事求是的敘述。一個(gè)人的知識有限,下文中如果有不符合事實(shí)的地方,歡迎指出,我會(huì)及時(shí)更正。

消費(fèi)無人機(jī)市場還非常的年輕,現(xiàn)在隨著越來越多的新晉廠商入局試水,水準(zhǔn)參差不齊,不少廠商本身缺乏技術(shù)積累,靠夸大宣傳和酷炫的視頻來吸引注意力,讓不明真相的小白用戶掏腰包卻拿不到宣傳中所承諾的產(chǎn)品(比如破產(chǎn)的zano,一直跳票的lily,等等),所以這次順便也會(huì)科普一些無人機(jī)的技術(shù)知識,讓大家能看破一些華而不實(shí)的宣傳,做更好的購買決策。

DJI的Phantom系列從無到有的開創(chuàng)了消費(fèi)無人機(jī)的市場,第一次讓消費(fèi)者可以買到到手即飛的無人機(jī),把航拍從少數(shù)專業(yè)玩家和攝像師的獨(dú)門絕技,變成了一項(xiàng)人人都可以嘗試并享受其中樂趣的活動(dòng)(大家可以上http://skypixel.com看看用戶拍攝的精美作品)。幾年來經(jīng)過歷代技術(shù)更新迭代,目前的phantom 4已經(jīng)相當(dāng)成熟,從易用性,智能性到影像畫質(zhì),智能功能,都絕對是消費(fèi)無人機(jī)的行業(yè)標(biāo)桿,一直被模仿,從未被超越。它也是第一臺擁有視覺感知和一定自主飛行能力的消費(fèi)無人機(jī)。然而,對于普通消費(fèi)者來說,Phantom以及這種級別的其他無人機(jī),有幾個(gè)通?。?/p>

1、體積:需要幾乎一整個(gè)背包,平時(shí)帶出去玩還可以,但是出去旅行就麻煩了,除非是自駕游

2、重量:長途攜帶會(huì)比較累;對女性來說太重

3、麻煩:需要每次使用都拆槳,裝槳,從背包到懸停要幾分鐘

而Mavic很好的解決了這些痛點(diǎn),第一次將phantom這個(gè)性能和拍攝質(zhì)量級別的無人機(jī),做到了真正便攜的程度,而幾乎沒有損失性能。我可以自信的說,它將會(huì)是一款消費(fèi)級無人機(jī)中具有里程碑意義的革命性產(chǎn)品,讓高質(zhì)量的航拍普及到更廣大的受眾群體。

這么說有些抽象,我先把一些關(guān)鍵參數(shù)扔出來,之后再展開分析:

1、飛機(jī)折疊后的尺寸:83mm*83mm*198mm (接近一個(gè)運(yùn)動(dòng)水瓶的體積)

2、重量:734g

3、機(jī)械3軸云臺,支持長曝光 (效果不是3軸電子防抖能比,后面會(huì)細(xì)說。這應(yīng)該也是目前量產(chǎn)的最小的機(jī)械3軸云臺了)

4、27分鐘續(xù)航 (在無風(fēng)環(huán)境下以25km/h勻速飛行時(shí)測得。而在理想條件下懸停時(shí)間可以接近29分鐘)

5、最高7公里圖傳和遙控距離,最高支持1080p (phantom的5km已經(jīng)碾壓群雄了,這個(gè)7km加上最高支持1080p實(shí)在是有些逆天。注意是美國FCC標(biāo)準(zhǔn),開闊無遮擋, 無電磁干擾環(huán)境下。國內(nèi)CE標(biāo)準(zhǔn)對功率限值更嚴(yán),因此是4km。)

6、1/2.3英寸相機(jī)sensor,4k視頻,最大碼流 60Mbps(和Phantom 4同樣面積的相機(jī)sensor)

7、前視雙目視覺避障+智能跟隨等自動(dòng)飛行功能 (這個(gè)技術(shù)目前在消費(fèi)無人機(jī)中是DJI獨(dú)家,避障模式最高支持10m/s的飛行速度,遠(yuǎn)超其他廠商)

8、雙超聲波+雙目的精準(zhǔn)下視定位 (懸停精度持平phantom 4,有效范圍稍微更遠(yuǎn))

9、最高飛行速度:65km/h (比Phantom 4的72km/h稍低,但遠(yuǎn)高于其他便攜無人機(jī))

10、DJI飛控和導(dǎo)航系統(tǒng) (DJI的核心技術(shù),不用多說了,穩(wěn)定,精準(zhǔn),可靠,多功能)

11、8.3寸快拆折疊槳 (應(yīng)該是現(xiàn)在市面上唯一一款同時(shí)有快拆和折疊的槳,而且無螺絲,后面會(huì)細(xì)說)

說到這里,對無人機(jī)產(chǎn)品有了解的人就已經(jīng)能看出Mavic的革新之處:現(xiàn)在市面上達(dá)到這些性能,體驗(yàn)和可靠性的消費(fèi)無人機(jī),只有phantom 4。而市面上體積能做到Mavic這么便攜的無人機(jī),性能跟Mavic完全不在同一個(gè)等級(單續(xù)航來說,就只有Mavic的1/3-1/4),就像玩具一樣??梢赃@么說,在性能和便攜性兩個(gè)維度上結(jié)合考量,Mavic目前是一騎絕塵,沒有對手的。配合著我們新設(shè)計(jì)的全功能折疊遙控器,Mavic是世界上第一款你可以無負(fù)擔(dān)輕易帶去任何地方,并可以拍攝高質(zhì)量內(nèi)容的智能航拍無人機(jī),無論是記錄你的生活,旅行,探險(xiǎn),還是大自然的絕美風(fēng)光都駕輕就熟,區(qū)區(qū)自拍更是不在話下。(對之后的詳細(xì)說明沒興趣的,看到這里放心買買買就可以了:)

價(jià)格方面大家也不要覺得這么小的飛機(jī)為什么不賣得更便宜點(diǎn),因?yàn)榭萍籍a(chǎn)品并不是論斤賣,或者按體積賣的。相反,要將同樣的技術(shù)和配置塞進(jìn)一個(gè)小很多的空間內(nèi),難度和成本更高。配置完全相同的筆記本電腦會(huì)比臺式電腦更貴就是這個(gè)道理。最終公司定的這個(gè)價(jià)格已經(jīng)相當(dāng)良心了,比我預(yù)想的還要低。

參數(shù)介紹完了,下面進(jìn)入正題,講一下這款飛機(jī)的設(shè)計(jì)。好的無人機(jī)機(jī)型設(shè)計(jì),尤其是好的折疊機(jī)的設(shè)計(jì),是一個(gè)非常復(fù)雜,需要來回迭代的過程,其中涉及到很多方面:

1. 便攜性,折疊方式,包括體積的最小化,折疊展開步驟的最簡化

2. 結(jié)構(gòu)的簡潔,可靠,耐摔

3. 續(xù)航

4. 外觀

5. 整機(jī)布局,合理布置pcb和散熱,各組件和傳感器的位置,并保證他們能發(fā)揮性能,互不干擾。這是一大塊

6. 云臺和減震設(shè)計(jì)

7. 如何優(yōu)化設(shè)計(jì)來優(yōu)化生產(chǎn)和組裝

這些因素之間會(huì)相互牽制和影響,而如何平衡取舍,或者如何跳出現(xiàn)有框架,想出新的解決方案做到兩全其美,就是設(shè)計(jì)飛機(jī)的難點(diǎn)和樂趣所在。

折疊方式

先從一般人比較感興趣的折疊方式開始說起吧。一開始我接到的要求是設(shè)計(jì)一款口袋無人機(jī),不過稍做了一些調(diào)研分析后,當(dāng)時(shí)我果斷放棄了這個(gè)方向,因?yàn)椋?/p>

1. 這樣的產(chǎn)品雖然比較吸引眼球,但是實(shí)用性不高,口袋這個(gè)空間的競爭已經(jīng)非常激烈,手機(jī),鑰匙串,錢包等等。幾乎輪不到無人機(jī)這種偶爾用一下的東西。就我個(gè)人來說,除了手機(jī),連錢包一般都不放口袋里的,不舒服,就更別提厚厚的無人機(jī)了。

2. 體積做得小本身是沒有錯(cuò)的,但為了做到放在口袋里,犧牲了太多的畫質(zhì)和續(xù)航,在普通無人機(jī)20來分鐘續(xù)航大家都嫌不夠的時(shí)候,7-8分鐘的續(xù)航是不能接受的。畫質(zhì)也做不到合格的水平(我心目中的合格是持平手機(jī)的拍攝畫質(zhì))。

因此這樣的trade off不明智。我們要做的應(yīng)該是在保證產(chǎn)品品質(zhì)和體驗(yàn)的前提下做到便攜,而不是為了便攜犧牲產(chǎn)品其他更重要的品質(zhì)。當(dāng)時(shí)有個(gè)叫Anura的口袋無人機(jī)在眾籌,我覺得不靠譜,后來果然失敗了。(現(xiàn)在,將近2年過去了,市面上出現(xiàn)了一些量產(chǎn)成功的口袋無人機(jī),不過續(xù)航,畫質(zhì)等還是很差,只能算是過渡型的產(chǎn)品,我覺得也不會(huì)贏得消費(fèi)者的認(rèn)可)

不做口袋無人機(jī)的話,應(yīng)該把產(chǎn)品設(shè)計(jì)成什么大小和形態(tài)最好呢?我非常喜歡各種戶外運(yùn)動(dòng),有一次在Yosemite國家公園徒步的時(shí)候,我一邊在想這個(gè)問題。走著走著口渴了,于是我拿出水瓶喝了一口水,然后心中就有了答案??诖?,但是水瓶的大小應(yīng)該是足夠容納一個(gè)品質(zhì)合格的無人機(jī)的。而且出去玩,誰不帶瓶水呢?一般的背包,戶外裝備等,都會(huì)專門設(shè)計(jì)水瓶的存放空間,如果無人機(jī)折疊后大概是個(gè)水瓶的形態(tài),出去旅行或者戶外運(yùn)動(dòng)的時(shí)候,就能很方便的帶上了。然后我就在腦海中大概構(gòu)想了幾種折疊方式,有了初步靠譜的想法,非常激動(dòng),于是放棄了下午的徒步,直接趕回機(jī)場,借了幾張紙就在機(jī)場畫了起來。這就是第一版設(shè)計(jì)的由來,而后來又經(jīng)過了半年多的研發(fā)和改進(jìn),整機(jī)布局和折疊方式才逐漸定型為今天的樣子。之間的過程和艱辛這里就不說了,我直接講講最終的設(shè)計(jì)。

很多人會(huì)覺得Mavic后翼下置的造型以及后支臂向下翻轉(zhuǎn)展開的方式很特別很酷炫,但可能不知道我們這么設(shè)計(jì)并不是為了特別和酷炫,而是有著很實(shí)在的考慮:最小化折疊后體積的同時(shí),最簡化機(jī)構(gòu)和折疊步驟。這話怎么說呢?大家都知道四旋翼飛行器有4個(gè)支臂,4個(gè)電機(jī)和螺旋槳。最直接的想法就是直接把它們對折到機(jī)身,大概是這樣(我們Mavic專利中的說明圖,圖中附帶了一些說明文字):

大疆工程師揭秘Mavic隨身無人機(jī)設(shè)計(jì)背后的細(xì)節(jié)

這個(gè)設(shè)計(jì)簡單,直觀,但是也有不少問題。大家都知道飛機(jī)的電子系統(tǒng)和電池等主要占體積的部件,都在機(jī)身內(nèi),機(jī)臂的空間基本上是放不了什么東西,純粹只是為了撐開四個(gè)螺旋槳而已。因此我們會(huì)盡量把機(jī)臂做的細(xì)細(xì)的,這樣才能盡少的阻礙螺旋槳的下洗氣流。雖然機(jī)臂細(xì)了,但是電機(jī)和螺旋槳卻得要那么寬,因?yàn)榧?xì)了會(huì)犧牲動(dòng)力系統(tǒng)的效率。因此可以看到,這種設(shè)計(jì)折疊后,中間能放電池和電子器件的主機(jī)身,只占整體體積的1/3,而紅框中的機(jī)臂,電機(jī),槳(合稱動(dòng)力系統(tǒng)吧),反而占了整體體積的2/3,折疊后有大量空隙和沒有利用上的體積,因此是相當(dāng)?shù)托实恼郫B方式。

大疆工程師揭秘Mavic隨身無人機(jī)設(shè)計(jì)背后的細(xì)節(jié)

還有一種,會(huì)好一些,就是把前后機(jī)臂上下錯(cuò)開(我最初想用的辦法):

大疆工程師揭秘Mavic隨身無人機(jī)設(shè)計(jì)背后的細(xì)節(jié)

這次,由于上下錯(cuò)開了,動(dòng)力系統(tǒng)占得寬度就少了些。從2/3變到了1/2左右。不過上圖有些理想化,因?yàn)閷?shí)際折疊槳會(huì)比這個(gè)寬,就算在我們優(yōu)化后(后面會(huì)細(xì)講),折疊槳折疊后的寬度依然是機(jī)臂的3倍。因此,這個(gè)設(shè)計(jì)還有不少優(yōu)化空間 。因?yàn)檎郫B槳占用了大部分的寬度,機(jī)臂本身細(xì)很多,所以機(jī)臂和機(jī)身之間還會(huì)有比較大的空隙,沒有利用到。

美國Lockheed Martin有一款無人機(jī),設(shè)計(jì)就介于上面兩種之間,是這樣的(圖片來自網(wǎng)絡(luò),侵刪):

大疆工程師揭秘Mavic隨身無人機(jī)設(shè)計(jì)背后的細(xì)節(jié)

大疆工程師揭秘Mavic隨身無人機(jī)設(shè)計(jì)背后的細(xì)節(jié)

沒有地方放云臺,形態(tài)也不美觀,折疊后體積利用率不是很高。

那么應(yīng)該如何最小化折疊后的體積呢?可以看看Mavic的機(jī)身(為了讓大家看清,我先把折疊槳取下來了。圖片都是我自己隨便用手機(jī)拍的工程樣機(jī),晚些如果有空換些好看點(diǎn)的圖):

大疆工程師揭秘Mavic隨身無人機(jī)設(shè)計(jì)背后的細(xì)節(jié)

從上面看,機(jī)臂很細(xì),減少了對螺旋槳下洗氣流的阻礙,與機(jī)身緊密貼合,盡少占用寬度。機(jī)身后方兩個(gè)凹坑,容納電機(jī)。電機(jī)之間的 寬度剛好用來放置一塊高性能GPS天線。幾乎沒有空間浪費(fèi)。

大疆工程師揭秘Mavic隨身無人機(jī)設(shè)計(jì)背后的細(xì)節(jié)

從下面看也差不多,機(jī)臂與機(jī)身貼合,云臺后方兩個(gè)凹坑容納電機(jī),電機(jī)之間的寬度剛好用來放置散熱風(fēng)扇(底部是一體化鎂合金散熱底殼,有時(shí)候會(huì)比較熱,大家使用的過程中稍微注意一下)。唯一浪費(fèi)的空間是云臺左右兩邊比較空。

大疆工程師揭秘Mavic隨身無人機(jī)設(shè)計(jì)背后的細(xì)節(jié)

從側(cè)面看,機(jī)臂寬度較寬,增加了強(qiáng)度,同時(shí)也沒有增加整機(jī)的體積。云臺收納在機(jī)身前面凹陷內(nèi),一體性和保護(hù)性都很好,也不需要每次拆下來才能儲(chǔ)存運(yùn)輸。腳架也很巧妙的與機(jī)臂做成一體,收納在了一個(gè)不占空間的地方。最巧妙的是螺旋槳,因?yàn)槁菪龢旧砭褪瞧瑺畹牧慵?,只要與其他面貼合在一起,是可以幾乎不占體積的,因此我們讓折疊槳平順的貼合在了機(jī)身的上面和下面,幾乎沒有增加整機(jī)的體積。到這里,折疊后的形態(tài)就比較完美了,模塊各司其職,各安其位,緊湊的結(jié)合在一起,沒有多少浪費(fèi)的空隙和空間。

用Mavic模擬了一下對比圖:左邊是采用我們獨(dú)特布局的Mavic,右圖是采用一般布局的Mavic(上下錯(cuò)開了前后支臂,但是螺旋槳只是靠在了機(jī)身兩邊,沒有貼合在機(jī)身上下表面),可以看到寬度差異相當(dāng)大。

大疆工程師揭秘Mavic隨身無人機(jī)設(shè)計(jì)背后的細(xì)節(jié)

接下來就是如何展開了。前面的兩個(gè)機(jī)臂,按照常規(guī)方式向前展開就可以。但是由于后面兩個(gè)機(jī)臂的槳,是貼著機(jī)身下面的,如果按照傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)軸翻開,槳面就會(huì)對著地面,離地面很近,那么地上有任何不平整的地方,或者下降有側(cè)傾,都會(huì)損壞到槳,然后DJI就可以賣出很多槳配件: )

玩笑話,這當(dāng)然是不行的,所以當(dāng)時(shí)也想了很多辦法,比如在支臂上再加一個(gè)轉(zhuǎn)軸,展開支臂后,再把螺旋槳翻上來。比如這個(gè)早期prototype中顯示的這樣。

大疆工程師揭秘Mavic隨身無人機(jī)設(shè)計(jì)背后的細(xì)節(jié)

或者在飛機(jī)尾部翻出一個(gè)很高的腳架來,讓槳離地遠(yuǎn)一些?;蛘咴跈C(jī)身主干上加個(gè)大轉(zhuǎn)軸,一次把后面的兩個(gè)支臂都翻上去(這些方案也都一并申請了專利)。這些方案雖然也能解決問題,但是并不是上策。因?yàn)樗鼈兌荚黾恿藱C(jī)身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,重量,降低了可靠性,不是簡潔優(yōu)雅的解決方案。工程師一般都對簡潔可靠的設(shè)計(jì)有著特殊的喜好,就像程序員喜歡簡潔高效的代碼和算法,數(shù)學(xué)家著迷于簡潔優(yōu)雅的解法一樣。因此我對這些方案都不是很滿意,于是苦苦思索了好一陣子。

有一天我想到一個(gè)平面幾何的規(guī)律:對一個(gè)圖形在平面上做任意次數(shù)的平移和旋轉(zhuǎn)動(dòng)作,從A位置位移到B位置,其實(shí)都能找到一個(gè)旋轉(zhuǎn)中心,能用一次旋轉(zhuǎn)來完成這個(gè)位移。也就是說,多步的旋轉(zhuǎn)和平移動(dòng)作,其實(shí)都可以歸納為一個(gè)旋轉(zhuǎn)動(dòng)作,只不過旋轉(zhuǎn)中心不一定在圖形內(nèi)。于是我就想這個(gè)規(guī)律對于3維空間和物體適不適用呢?在稍微探索了一下后發(fā)現(xiàn),除了一小部分特殊情況,是適用的!于是通過立體幾何的辦法定位了現(xiàn)在的這種斜軸的具體角度和位置,讓機(jī)臂在展開到工作位置的同時(shí),完成螺旋槳翻轉(zhuǎn)到上面的動(dòng)作,完美。

有些設(shè)計(jì)比較偷懶,折疊后需要把槳拆掉,雖然也可以做到體積緊湊,但是每次飛都要拆槳裝槳,對于用戶來說是很不方便的,因此我們沒有做這樣的設(shè)計(jì)。最后總結(jié)一下,四個(gè)支臂,四個(gè)轉(zhuǎn)軸,從普通展開狀態(tài)折疊到最緊湊的折疊狀態(tài),只需要四個(gè)動(dòng)作,5s之內(nèi)搞定,從折疊結(jié)構(gòu)和使用步驟來說,都幾乎不能再簡單再緊湊了,可以說是四旋翼折疊的終極方案。不服來辯。(開玩笑~如果真的有更好的方案,歡迎畫幾張簡單的說明圖私信我,確認(rèn)之后可以給你一個(gè)DJI的工作offer,過來把它實(shí)現(xiàn))

轉(zhuǎn)軸

折疊方式說完了,接下來具體談?wù)務(wù)郫B轉(zhuǎn)軸。當(dāng)時(shí)為了給用戶一個(gè)最好的手感,我們參考了很多不同的轉(zhuǎn)軸,包括zippo打火機(jī),各種單車撐,翻蓋手機(jī),筆記本電腦……最終的結(jié)果也是挺滿意:Mavic的轉(zhuǎn)軸是半自動(dòng)的,也就是說,你掰開一定角度,它會(huì)自動(dòng)彈開到展開位置,并且會(huì)有一個(gè)彈力一直壓著,而不是靠機(jī)構(gòu)完全鎖死的。這樣做有幾個(gè)好處:

1、靠機(jī)構(gòu)完全鎖死的轉(zhuǎn)軸,需要用戶在打開機(jī)臂之后執(zhí)行一個(gè)額外鎖死的步驟。Mavic的不需要,在5s內(nèi)完成折疊,或者展開的全過程

2、一旦發(fā)生跌落和碰撞,完全鎖死的轉(zhuǎn)軸會(huì)承擔(dān)巨大的局部應(yīng)力,非死即傷。Mavic的支臂在遭受足夠的撞擊后會(huì)自動(dòng)彈回,卸掉部分沖擊,轉(zhuǎn)軸也不容易損壞

3、手感干脆爽快,大部分人在第一次拿到Mavic時(shí)候都會(huì)忍不住的來回掰它的機(jī)臂玩: ) 。這也是為什么我們要求折疊壽命至少是5000來回。

4、類似于汽車的懸掛,這樣的彈性設(shè)計(jì)可以濾掉一部分來自電機(jī)和螺旋槳震動(dòng),讓云臺和飛控imu更穩(wěn)定

缺點(diǎn)也有,一個(gè)是成本比較高,二是重一些,因?yàn)檗D(zhuǎn)軸基本上是全金屬的,塑料材料承受不了這么大的壓強(qiáng)。不過我覺得對于Mavic這樣中高端的機(jī)型,這些代價(jià)是值得的。你會(huì)享受每一次展開Mavic的過程,并能充分的信任它的機(jī)構(gòu)能夠保證它在天空自由翱翔。

來張轉(zhuǎn)軸的X光照鎮(zhèn)樓:

大疆工程師揭秘Mavic隨身無人機(jī)設(shè)計(jì)背后的細(xì)節(jié)

云臺

懂拍攝或者懂航拍的人都知道3軸機(jī)械云臺的必要性,下面先給不了解的人稍微講解一下,老司機(jī)可以跳過。大家都知道,四旋翼無人機(jī)都是靠調(diào)整飛機(jī)的姿態(tài)來調(diào)整飛行方向的,也就是說,飛行的過程中機(jī)身會(huì)左搖右擺,各種顛婆。這是低頻的,但是大幅度的晃動(dòng)。還有螺旋槳和電機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)帶來的高頻,小幅的震動(dòng)。這種晃動(dòng)和震動(dòng)對于錄像和攝影來說,都是致命的。(對于攝影,如果把快門調(diào)的很高,倒還可以緩解這個(gè)問題,但還是會(huì)有果凍紋)。目前,對這個(gè)問題唯一靠譜的解決辦法,就是機(jī)械云臺。通過減震系統(tǒng)以及電機(jī)轉(zhuǎn)軸的隔震,再加上精密的主動(dòng)控制,機(jī)械云臺能把這些晃動(dòng)和擺動(dòng)都隔離出來,讓他們傳不到相機(jī),這樣我們才能得到穩(wěn)定的視頻和清晰的照片。而且你還能夠通過云臺精密地控制相機(jī)的運(yùn)動(dòng)和指向,拍出柔順的運(yùn)動(dòng)鏡頭。再者,有了機(jī)械云臺后,一臺穩(wěn)定懸停的飛機(jī)(DJI新一代的飛機(jī)停得最穩(wěn))就像一個(gè)空中3腳架,可以支持長曝光,3s曝光成功率非常高(最長支持8s,不過清晰的幾率不高,空中基本上都會(huì)有風(fēng))。比如這張照片就是我之前用phantom 3 advanced隨便拍出來的,3s曝光,已經(jīng)有汽車光流的效果:

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很多其他的無人機(jī)就算有3軸云臺,因?yàn)轱w機(jī)和云臺的穩(wěn)定性/精度不夠,也做不到長曝光。拍夜景,暗光環(huán)境,沒有長曝光還真不行。

現(xiàn)在很多廠商或由于缺乏技術(shù)儲(chǔ)備,或?yàn)榱私档统杀?,放棄了機(jī)械云臺,而采用了“3軸”電子增穩(wěn)或者電子防抖技術(shù),在宣傳上也有意混淆機(jī)械增穩(wěn)和電子增穩(wěn)之間的區(qū)別。實(shí)際上兩者從手段到效果都有本質(zhì)的區(qū)別。電子增穩(wěn),更準(zhǔn)確的來說應(yīng)該是“電子除抖”,因?yàn)樗⒉荒苁古臄z的原始視頻更穩(wěn)定,而是靠后期的動(dòng)態(tài)裁切,從一個(gè)抖動(dòng)震動(dòng)的視頻里裁切出一個(gè)分辨率更低的視頻出來,而且抖動(dòng)越嚴(yán)重,需要裁掉的畫面就越多。它可以說是一種后期手段,是以畫質(zhì)和分辨率為代價(jià)的低成本方式。對畫面有一點(diǎn)追求的攝像師都不會(huì)采用這種辦法,只有預(yù)算低,或者沒有其他辦法時(shí),才會(huì)使用。

尤其是無人機(jī)上,由于飛機(jī)姿態(tài)變化很大,一般電子防抖都hold不住,會(huì)要截取掉過多的畫面,導(dǎo)致畫面出現(xiàn)大面積黑邊。一般廠商都是這兩種辦法解決:

1. 限制無人機(jī)的姿態(tài),也就是限制飛機(jī)的加速性能和極速性能,讓飛機(jī)本身飛的很慢,反應(yīng)遲鈍,這樣畫面自然不會(huì)這么抖。這樣飛機(jī)的抗風(fēng)性能會(huì)變差,就只能在地面附近飛飛,速度慢了也只能拍慢節(jié)奏的視頻,飛行樂趣也無從說起。

2. 采用魚眼鏡頭,讓原始視頻的視野特別大,這樣就可以有充分的畫面讓電子除抖來裁切。然而,魚眼鏡頭之后的相機(jī)感光元件,面積也就這么大(一般無人機(jī)上用的最大的也就1/2.3英寸),用了魚眼再裁切,相當(dāng)于視頻只使用了不到感光器1/4的面積。因此畫質(zhì)是相當(dāng)抱歉的,連你的手機(jī)自拍攝像頭都不如。

最后,電子增穩(wěn)只對視頻有效,對于照片的長曝光完全沒辦法,喜歡攝影的同學(xué)也就不用考慮了。因此,就航拍來說,千萬不要覺得電子增穩(wěn)是什么高大上的東西,只是為了降低成本,減小體積而大大犧牲畫質(zhì)的妥協(xié)方案。

科普完了,具體介紹一下Mavic引以為傲的3軸機(jī)械云臺:

1. 目前量產(chǎn)消費(fèi)產(chǎn)品中最小的3軸機(jī)械云臺(寬度36.5mm)

2. 在目前搭載了3軸機(jī)械云臺的量產(chǎn)消費(fèi)無人機(jī)中,Mavic是體積最小的(折疊后)

以上記錄是以2016年9月底的時(shí)間為準(zhǔn)。我沒有做過全面的調(diào)查,如果誰知道有哪個(gè)產(chǎn)品超過了Mavic,請指出,我會(huì)更新這個(gè)陳述。

它還有個(gè)比較特別的功能,就是roll軸可以旋轉(zhuǎn)90度,讓用戶拍攝垂直構(gòu)圖的照片或者視頻。另外,這個(gè)云臺中搭載的1/2.3英寸的傳感器,也是跟phantom 4同一級別的。至于那個(gè)透明的云臺保護(hù)罩,主要是平時(shí)不用的時(shí)候,以及惡劣環(huán)境飛行的時(shí)候保護(hù)云臺的,會(huì)讓畫質(zhì)下降些,所以平時(shí)飛行的時(shí)候建議摘下來,畫質(zhì)和續(xù)航都會(huì)好些。

這云臺夠帥:

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續(xù)航

跟所有移動(dòng)電子產(chǎn)品一樣,由于電池長期以來沒有突破,續(xù)航一直是無人機(jī)最大的一個(gè)痛點(diǎn)之一。DJI雖然在續(xù)航方面也一直是行業(yè)標(biāo)桿,但不到30分鐘,還是 會(huì)讓人意猶未盡,經(jīng)常需要多帶幾塊電池。而以Mavic折疊后的體積大小,要做到27分鐘的續(xù)航,是挺逆天的(在無風(fēng)環(huán)境下以25km/h勻速飛行時(shí)測得。而在理想條件下懸停時(shí)間可以接近29分鐘)。其實(shí)要做好續(xù)航,不僅僅是高密度的電池,還有這些因素:

1. 槳要大,越大越好,將能量轉(zhuǎn)換為升力的效率就越高。(稍微解釋一下:根據(jù)動(dòng)量守恒原理,螺旋槳靠把空氣向下加速,而獲得一個(gè)向上的動(dòng)量,抵御重力帶來的沖量。這個(gè)動(dòng)量=m*v,就是排出空氣的質(zhì)量m乘以排出空氣的速度v。而這部分空氣帶走的能量為1/2*m*v^2,這部分能量是由飛機(jī)提供的,是要耗電的。由于這部分能量損耗與m的一次方成正比,與v的二次方方成正比,因此在保證同樣動(dòng)量的情況下,增加m,減少v,能夠減少這部分能量損耗。也就是說,同樣都是讓飛機(jī)懸停在空中,這種方式能讓耗損的電能更少。那么如何在減少空氣速度的同時(shí)增加排出空氣的質(zhì)量呢?增加槳盤的面積,也就是增加槳的長度。)因此,我們在設(shè)計(jì)機(jī)型的時(shí)候,也就把能容納大槳的設(shè)計(jì)需求的優(yōu)先級提的很高。Mavic的8.3寸槳,長度是遠(yuǎn)超同類便攜無人機(jī)的。加上我們有專業(yè)的螺旋槳和電機(jī)研發(fā)團(tuán)隊(duì),致力于優(yōu)化飛機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的效率,才讓Mavic的續(xù)航碾壓同行。

2. 機(jī)身輕量化。這個(gè)要解釋比較簡單,就是保證功能,性能,可靠性的前提下,通過簡化結(jié)構(gòu)和機(jī)械設(shè)計(jì),移除不需要以及效率低的材料,更換強(qiáng)度密度更高的材料等手段,讓飛機(jī)盡可能的輕。這從兩個(gè)方面對續(xù)航有利:一個(gè)是讓飛機(jī)的需要提供的拉力減小,減少能耗,二是讓飛機(jī)的動(dòng)力效率更高,減少能耗。因?yàn)橐话銇碚f,同一個(gè)動(dòng)力系統(tǒng),需要提高的拉力越高,效率也會(huì)越低。所以我們的飛機(jī)除了前期設(shè)計(jì)盡可能的用簡潔的結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu),后期也都會(huì)經(jīng)過幾輪狠狠的減肥工作。

3. 機(jī)身機(jī)臂設(shè)計(jì)盡量少的阻擋螺旋槳的下洗氣流,這個(gè)比較好理解。

4. 當(dāng)然,我們用的電池性能和質(zhì)量也是業(yè)界最高的。

有天我在外面吃飯,坐旁邊的幾個(gè)女生吃完后擺著各種姿勢各種組合足足自拍了40多分鐘,那時(shí)我就想,現(xiàn)在市面上的那些自拍無人機(jī)藥丸。都不到10分鐘的續(xù)航,根本不能滿足自拍需求……

話說回來,那些自拍無人機(jī)雖然都比Mavic小,便宜,但是要達(dá)到Mavic一塊電池的同等續(xù)航,你得帶上3-4塊電池,這樣價(jià)格和體積優(yōu)勢就沒了。而我剛才也說了,一般就算是二十多分鐘續(xù)航的飛機(jī),也是經(jīng)常需要多帶兩塊電池的。換到自拍無人機(jī)上,相當(dāng)于十幾塊電池——畫面太美不敢看。

快拆折疊槳

講完了續(xù)航順便再講講我們?nèi)略O(shè)計(jì)的快拆折疊槳吧。以DJI E2000做例子,傳統(tǒng)折疊槳設(shè)計(jì)一般是這樣的:

大疆工程師揭秘Mavic隨身無人機(jī)設(shè)計(jì)背后的細(xì)節(jié)

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可以看見,中心的電機(jī)轉(zhuǎn)軸兩端,各有一個(gè)銀灰色的螺絲。這兩個(gè)螺絲同時(shí)起著兩個(gè)作用,一是把折疊槳葉固定在電機(jī)上,一是作為折疊槳的旋轉(zhuǎn)軸。這個(gè)設(shè)計(jì)有幾個(gè)缺點(diǎn):

1. 生產(chǎn)上需要的人力比較多,因?yàn)閮蓚€(gè)螺絲要手工上上去,而且需要人工調(diào)整松緊度,松了不牢靠;太緊了也不行,折疊槳甩不開(松緊合適的折疊槳靠離心力自然就可以甩直);

2. 更換比較麻煩,需要螺絲批,以及螺絲上需要上專業(yè)的螺絲膠,不然用一段時(shí)間后螺絲就會(huì)松動(dòng),飛行過程中有可能射槳(就是槳葉整個(gè)脫離機(jī)身飛出去,后果很嚴(yán)重,一般都是炸雞)

因?yàn)檫@兩點(diǎn),我們不會(huì)在消費(fèi)機(jī)無人機(jī)上用這種設(shè)計(jì),因?yàn)闊o人機(jī)經(jīng)常刮刮碰碰就需要換槳,如果在外面玩沒帶專用螺絲刀導(dǎo)致不能飛,那就郁悶了。其次,一般小白也不會(huì)上螺絲膠,也控制不好松緊,如果導(dǎo)致射槳,后果非常嚴(yán)重。對于專用用戶這兩點(diǎn)就不是問題,所以我們比較大的專業(yè)機(jī)才會(huì)采用這種設(shè)計(jì)。現(xiàn)在其他廠家也在自己的消費(fèi)無人機(jī)上使用這種設(shè)計(jì),其實(shí)是不太好的,大家可以注意一下。

于是乎我們需要一個(gè)新設(shè)計(jì),來改善這兩個(gè)問題,讓我們的Mavic用上方便靠譜的折疊槳。當(dāng)我第一次知道要把折疊槳加上快拆功能的時(shí)候,其實(shí)我內(nèi)心是拒絕的,因?yàn)槲矣X得把這么多功能加進(jìn)去,結(jié)構(gòu)會(huì)搞得挺復(fù)雜,對重量,體積都不好。當(dāng)時(shí)想到一個(gè)挺好的方案,可以解決第一個(gè)問題,而且方案非常簡潔,輕量,體積也小,在工程上來說很不錯(cuò),就是解決不了更換槳需要螺絲刀和螺絲膠的問題。但是沒辦法,為了小白用戶能夠用得舒心,只得硬著頭皮設(shè)計(jì)一個(gè)兩個(gè)問題都解決的方案??纯醋罱K的結(jié)果吧,史上第一款量產(chǎn)的同時(shí)兼有快拆和折疊的槳葉設(shè)計(jì)

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從頂上看,兩個(gè)螺絲換成了兩個(gè)金屬軸,固定在槳夾上。將槳按下后旋轉(zhuǎn)40度左右即可完成拆卸,安裝也一樣,無需任何工具。

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卸下后的結(jié)構(gòu)局部圖。我們比較創(chuàng)新的把快拆結(jié)構(gòu)插入了電機(jī)頂蓋內(nèi)部,而不是像Phantom 4快拆槳那樣是電機(jī)上的結(jié)構(gòu)插入槳內(nèi)。這樣做能減小整個(gè)裝配的體積和重量??梢钥吹?,整個(gè)裝配零件數(shù)量也不多,是非常簡潔的。像槳這種需要高速旋轉(zhuǎn)并承受很大應(yīng)力的部件,越簡潔越可靠,零件越少,容易出錯(cuò)的地方也就越少。這些零件都有碳纖維或者玻纖強(qiáng)化,來增加強(qiáng)度和可靠性。

沒有比較就沒有傷害,為了讓大家看到這款折疊槳設(shè)計(jì)在體積,外觀,重量上的優(yōu)化程度,我把壓箱底的白色“珍藏版”prototype拿了出來:

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看看右邊的槳,由于中間部分被快拆結(jié)構(gòu)占用,導(dǎo)致轉(zhuǎn)軸要往兩邊靠,增加了寬度(整個(gè)飛機(jī)寬了1cm),同時(shí)槳葉也變短了(為了保證展開后長度不變),放在機(jī)身上比較小氣,中間的那一坨也不太好看,沒有左邊最終版的修長優(yōu)雅。

最后,說明書里建議用戶手動(dòng)把螺旋槳展開,是為了保證絕對安全,實(shí)際上,只要你能保證螺旋槳附近沒有人和障礙物,直接啟動(dòng)電機(jī)就可以自動(dòng)靠離心力甩開折疊槳了。注意這個(gè)過程中(不到一秒)機(jī)身會(huì)抖動(dòng)一下。

傳感器/飛控

我的同事碩哥以前就這個(gè)話題專門寫過一篇很好的科普,大家可以直接去看他的回答:

小米無人機(jī)跟大疆無人機(jī)有多大差距? - YY碩的回答

具體到Mavic,采用的是和Phantom 4一樣的雙目立體視覺系統(tǒng),雙目加雙超聲波精準(zhǔn)下視定位。這套系統(tǒng)的特點(diǎn)是能夠感知和構(gòu)建3維空間,以及可視距離很遠(yuǎn),能夠支持最高支持10m/s速度下的避障,以及13m高度內(nèi)無gps也能精準(zhǔn)的定位懸停。這套系統(tǒng)不僅需要很高的計(jì)算量,而且對傳感器的固定精度有非常高的要求,是現(xiàn)在市面上消費(fèi)無人機(jī)上最成熟最強(qiáng)大的避障系統(tǒng);缺點(diǎn)則是和人類似,在晚上暗光的情況下視覺系統(tǒng)是看不見的。

有些廠商隨意的在飛機(jī)上加了一對超聲波,或者一對TOF,或者紅外線,就宣稱避障了。這些簡單的方案都很雞肋:要么可視距離很近(相當(dāng)于近視眼,那么飛機(jī)就只能龜速飛行),要么可視范圍很窄(只能看正前方,飛機(jī)稍微斜著飛就看不到,會(huì)撞上),要么會(huì)被日光干擾,所以只能在室內(nèi)或者晚上使用。這些避障系統(tǒng)都只能用來炒作一下概念,發(fā)揮不了什么實(shí)用價(jià)值。

還有現(xiàn)在大家都在說的智能跟隨,我們的技術(shù)(視覺跟隨)也跟其他廠商的GPS跟隨有著本質(zhì)的區(qū)別:

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僅憑著GPS,飛機(jī)只能知道你的大概位置和方向,是非常不準(zhǔn)的(尤其是靠手機(jī)的gps,尤其是高度的信息),根據(jù)這個(gè)來跟隨,飛機(jī)雖然能夠大概跟著你,但是拍不出構(gòu)圖合格的視頻,很多時(shí)候你甚至都不會(huì)在畫面中,而飛機(jī)也不知道,所以這種跟隨只能裝裝樣子,出不來好的視頻。視覺跟隨就完全不一樣了,飛機(jī)能看到你,知道你的準(zhǔn)確位置,并會(huì)盡可能的保證在整個(gè)視頻中把你拍在預(yù)設(shè)的構(gòu)圖位置(默認(rèn)是畫面中心,你也可以調(diào)到其他位置)。有了這個(gè)功能,一些以前專業(yè)飛手都很難飛出的跟隨畫面,一個(gè)初學(xué)者都可以做到,比如說跟隨移動(dòng)的物體同時(shí)環(huán)繞。

至于DJI的飛控,一直以來都是行業(yè)標(biāo)桿,穩(wěn)定,精準(zhǔn),可靠,多功能。其中,穩(wěn)定可靠是最重要的,否則,再花哨的功能,遇上抽風(fēng)炸雞都是白搭。大家可以看看這個(gè)大疆精靈4的暴力測試隨意感受一下:

大疆精靈4暴力測試【撞樹、掛水、砸機(jī)、剪槳……】

具體到Mavic,飛控IMU也是采用和Phantom(精靈) 4一樣的獨(dú)立懸掛和傳感器冗余,保證了一致的可靠性和穩(wěn)定性。抗風(fēng)性能在風(fēng)洞做過測試,可以在15m/s的風(fēng)速下懸停。一般用戶保險(xiǎn)起見最好不要在超過10m/s的風(fēng)速環(huán)境飛行。

遙控器

既然把飛機(jī)設(shè)計(jì)得這么便攜了,沒有一款便攜的遙控器搭配怎么說得過去?于是我們又全新設(shè)計(jì)了一款便攜遙控器,而且設(shè)計(jì)原則跟飛機(jī)一樣,那就是性能上不妥協(xié)。因此,這款便攜遙控器是全功能的,和Phantom遙控器比,不僅沒有削減功能和操控(霍爾搖桿和全套按鈕和撥輪都有),反而還有提升:比如獨(dú)立的小屏幕,緊急剎車鍵,和五維按鍵。

真正要把遙控器做小,有兩個(gè)問題,一個(gè)是做小了后握持感變差,對精確操控飛機(jī)不利,用戶的手也更容易疲勞;二是手機(jī)夾占用的體積比較大,難以做得很小又能把手機(jī)夾穩(wěn)。于是就想了一個(gè)辦法,讓這兩個(gè)問題互相把對方干掉:做了一個(gè)折疊設(shè)計(jì),把人體工程部件和手機(jī)夾結(jié)合起來,利用手機(jī)夾的體積來給用戶手部提供充實(shí)的支撐和握持感,同時(shí)手機(jī)夾折疊后又與遙控器主題融為一體,大大減小了體積。我把這個(gè)想法和負(fù)責(zé)遙控器的同事交流了一下,他也很認(rèn)同,于是把之前已經(jīng)做了好一陣子的方案整個(gè)推倒重做,又經(jīng)過團(tuán)隊(duì)將近一年時(shí)間的努力,才讓這款遙控器面世。

大疆工程師揭秘Mavic隨身無人機(jī)設(shè)計(jì)背后的細(xì)節(jié)

可以看到圖中箭頭所指,手機(jī)夾同時(shí)作為握柄,給予手掌充分的支撐,對于手指精準(zhǔn)操控和耐疲勞非常有利。

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同時(shí)折疊完后大小也接近手機(jī),不過有4厘米厚

這個(gè)方案其實(shí)還順便解決了另外幾個(gè)問題:

1、傳統(tǒng)遙控器手機(jī)/平板夾持都在天線的上方,比較容易遮擋天線信號,影響圖傳和遙控;也導(dǎo)致操作的時(shí)候遙控器頭重腳輕,拿久了容易手部疲勞。而這款遙控器手機(jī)在底部,完全不干擾天線;重心平衡,拿著沒那么累。

2、由于手機(jī)屏幕離手指很近,觸摸屏幕更方便,很多時(shí)候手不離開遙控器就可以進(jìn)行觸屏操作

我可以很自信的說,從便攜性,功能,操控手感三個(gè)維度來衡量,這款遙控器是目前市場上最好的。不服再辯。(開玩笑~和上面一樣,如果真的有更好的方案,歡迎畫幾張簡單的說明圖私信我,確認(rèn)之后可以給你一個(gè)DJI的工作offer,過來把它實(shí)現(xiàn))別忘了,這么小的遙控器,這么小的飛機(jī),全功能,7km的圖傳距離,真不是開玩笑的。

現(xiàn)在不少小自拍機(jī)把純手機(jī)操控,沒有遙控器這個(gè)缺點(diǎn)作為賣點(diǎn)來宣傳,是非常坑的。Mavic也可以有純手機(jī)操控的功能,不過我們內(nèi)部一致認(rèn)為這只能作為一個(gè)輔助功能,隨便拍幾張到此一游照還可以。主打的操控方式還是得用遙控器,因?yàn)轶w驗(yàn)好太多。具體我就不一一解釋了,舉個(gè)簡單的例子吧,有兩輛各方面完全一樣的汽車,除了一點(diǎn):一輛有方向盤,剎車和油門踏板等一應(yīng)俱全;另一輛沒有,只能用手機(jī)操控(沒有自動(dòng)駕駛功能);你會(huì)選哪一輛來開?

圖傳

無線通信這一塊我比較外行,所以直接粘貼同事寫的:

作為MAVIC的核心技術(shù)之一,OcuSync也是DJI Light Bridge高清圖傳系列中的重要一員,相比其他多種常見圖傳技術(shù)表現(xiàn)出眾。

1、OcuSync基于全新設(shè)計(jì)架構(gòu),從多個(gè)方面提升了用戶的體驗(yàn),還提供了不少新的功能。

2、OcuSync提供了強(qiáng)大流暢的圖傳遙控性能,在HD(720p)的基礎(chǔ)上提供了視像更加清晰的Full HD(1080p)的圖傳體驗(yàn)(近距離無干擾情況下)

3、OcuSync為近場從飛機(jī)下載視頻到手機(jī)提供了高達(dá)40Mbps的流傳輸,

4、OcuSync支持十分微弱的信號接收(可以在遠(yuǎn)達(dá)7km的地方接收圖傳遙控信號) ? OcuSync還提供了靈巧的干擾躲避機(jī)制

5、在新架構(gòu)下,OcuSync還提供了多臺設(shè)備之間靈活配置的通信組合。(比如像Inspire那樣的雙人操控模式)

OcuSync在多種速率下都遠(yuǎn)超WIFI和一般圖傳的鏈路性能。由于OcuSync設(shè)計(jì)中采用了大量當(dāng)今通信領(lǐng)域最為先進(jìn)的信道編碼技術(shù)、多天線技術(shù)、分集技術(shù)、信道估計(jì)和均衡技術(shù)等,還有完整的上層協(xié)議棧,比如無線媒體接入控制、無線資源管理等模塊,又與視頻編解碼模塊深度耦合設(shè)計(jì),因此無線圖傳性能不同一般。 后來的多次測試表明,OcuSync在理想條件下圖傳遙控有效的距離實(shí)際上并不止于7km,有的時(shí)候超過10km也不是不可能。這個(gè)結(jié)果令大家都很興奮。而spec設(shè)為7km,主要是考慮到通信產(chǎn)品都有一定生產(chǎn)公差,需要預(yù)留一些裕量(OcuSync的傳輸距離在CE標(biāo)準(zhǔn)下標(biāo)稱是4km,美國適用的FCC標(biāo)準(zhǔn)下是7km)。

目前市面上還有一類基于WIFI技術(shù)的圖傳方案,與WIFI方案相比,OcuSync的圖傳體驗(yàn)顯著不同。WIFI主要考慮消費(fèi)電子產(chǎn)品的局部互聯(lián),多數(shù)設(shè)備通信用于幾米到數(shù)十米之間,WIFI協(xié)議為了照顧到低成本應(yīng)用,鏈路性能偏弱,導(dǎo)致WIFI的收發(fā)機(jī)鏈路性能偏弱,無法檢測微弱信號或者在一定干擾環(huán)境中檢測有用信號;而OcuSync設(shè)計(jì)中采用了大量當(dāng)今通信領(lǐng)域最為先進(jìn)的傳輸技術(shù),對比過靈敏度、抗干擾性能、抗衰落性能、高速移動(dòng)、多設(shè)備等多個(gè)場景,WIFI均無法直接與OcuSync進(jìn)行比較。對用戶而言,這種差別對應(yīng)著流暢與卡頓圖傳的不同體驗(yàn),也對應(yīng)著飛行范圍遠(yuǎn)近的不同體驗(yàn),還對應(yīng)著干擾情況下或者信號遮擋情況下圖傳遙控的不同體驗(yàn)。另外由于WIFI采用傳統(tǒng)協(xié)議棧,建立鏈接或者失步后重新建立鏈接時(shí)間較長,約在數(shù)秒到十多秒,OcySync則采用跨層設(shè)計(jì),建立鏈接和重新建鏈時(shí)間可以低至1秒以內(nèi)。

有些產(chǎn)品為了提升性能,故意額外增加功率或者采用強(qiáng)指向性發(fā)射天線,使得某些方向上的輻射強(qiáng)度提高來彌補(bǔ)性能偏弱的問題,號稱也可以傳數(shù)公里。各國官方機(jī)構(gòu)無論是FCC還是CE,都對消費(fèi)產(chǎn)品規(guī)定了各個(gè)方向上的最大輻射強(qiáng)度(EIRP),因此上述做法其實(shí)是違法違規(guī)的,增加了干擾破壞其他設(shè)備通信的風(fēng)險(xiǎn)。

結(jié)束語

這篇文章主要講了Mavic的基礎(chǔ)技術(shù)和底層機(jī)械結(jié)構(gòu),沒有講太多我們飛機(jī)上的各種豐富的智能功能和背后的算法(這方面有其他人可以介紹的比我更好)。不過就像買汽車一樣,最重要的是三大件(馬達(dá),變速箱,車架),其次才是建立在這個(gè)扎實(shí)基礎(chǔ)上的各種豐富的配置和功能。不過現(xiàn)在很多人都不看車的基礎(chǔ),只關(guān)心比較表面的配置,也讓不少國產(chǎn)廠商鉆了空子,生產(chǎn)出一些三大件很差,但是配置超級豐富的華而不實(shí)的車。而現(xiàn)在無人機(jī)市場也有這個(gè)風(fēng)氣,就是不把飛機(jī)本身基礎(chǔ)搞好,浮夸吹噓一大堆所謂智能功能來忽悠消費(fèi)者。這樣的飛機(jī)流通在市面上,輕只是欺騙了消費(fèi)者,重則傷害他人人身和財(cái)產(chǎn)安全,對于消費(fèi)者以及整個(gè)行業(yè)來說都是一種極其不負(fù)責(zé)任的行為。國內(nèi)廠商就先不說了,免得被水軍淹沒,就說國外眾籌的ZANO,視頻宣傳中吹噓的各種牛逼,手掌大小,手上起飛,四面避障,甚至Swarm(機(jī)器人集群)都能吹出來,也是臉皮夠厚。最后連飛機(jī)都飛不穩(wěn),整個(gè)公司破產(chǎn),眾籌支持者的錢全部打水漂,產(chǎn)品都沒拿到。這是現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,企業(yè)普遍浮躁風(fēng)氣的一個(gè)比較極端的例子: 不好好做產(chǎn)品,總想靠概念營銷一夜暴富,左忽悠消費(fèi)者,右忽悠投資人……汽車行業(yè),這么多年了至少行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)比較成熟,低于這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都不能上市,而無人機(jī)現(xiàn)在暫時(shí)還沒有通用的標(biāo)準(zhǔn)來監(jiān)管,導(dǎo)致很多不合格的無人機(jī)產(chǎn)品也能推向市場,所以只能靠消費(fèi)者自己鑒別。這也是我寫這篇文章的目的之一,以后大家看到很酷炫的無人機(jī)宣傳視頻的時(shí)候,可以用這些標(biāo)準(zhǔn)審視一遍。

這篇長文終于要結(jié)束了,希望閱讀后大家能對Mavic的設(shè)計(jì)有著更深入的了解,也希望大家能喜歡。其實(shí)我說的這些只是冰山一角,還有太多的技術(shù)細(xì)節(jié)是無數(shù)工程師夜夜加班一點(diǎn)一點(diǎn)摳出來而我沒有講到的,而正是這些無數(shù)一般人看不到的細(xì)節(jié),才堆積出了Mavic這款革命性的產(chǎn)品。我們做這么多極致的優(yōu)化,也是為了打造一款大家能帶出去玩,跟著你旅行,探險(xiǎn),走到世界各個(gè)角落的高品質(zhì)航拍機(jī),也希望大家在使用Mavic的過程中能體會(huì)到我們的用心。(當(dāng)然,全新的產(chǎn)品剛面世,bug肯定是有一些的,還請大家及時(shí)反饋給客服或者大疆社區(qū),我們的攻城獅和程序猿會(huì)及時(shí)更新修正)

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