靈活穩(wěn)健云臺(tái)是航拍核心

　　根據(jù)上面的介紹，我們知道，云臺(tái)對(duì)于抑制機(jī)身的主動(dòng)傾側(cè)、被動(dòng)干擾等影響航拍效果的擾動(dòng)起到了重大作用，下面將對(duì)無(wú)人機(jī)機(jī)載云臺(tái)進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹。

　　一般說的機(jī)載云臺(tái)通常都是三軸云臺(tái)。如下圖所示，三軸云臺(tái)的“三軸”分為俯仰、偏航、滾轉(zhuǎn)三個(gè)軸，也稱三個(gè)自由度，分別有一個(gè)電機(jī)進(jìn)行控制。也即攝像頭在三自由度云臺(tái)的框架上通過電機(jī)的控制，可以實(shí)現(xiàn)與無(wú)人機(jī)三個(gè)自由度的解耦（值無(wú)人機(jī)的：俯仰、偏航、滾轉(zhuǎn)三個(gè)自由度），起到隔離、抵消無(wú)人機(jī)運(yùn)動(dòng)影響的作用。

　　三軸云臺(tái)技術(shù)主要包含部分內(nèi)容：1、運(yùn)動(dòng)敏感；2、抵消控制。

　　運(yùn)動(dòng)敏感：需要安裝在最內(nèi)層的攝像頭部分能夠感知到攝像頭的姿態(tài)偏差。通常會(huì)安裝一個(gè)三自由度陀螺儀。

　　抵消控制：即當(dāng)敏感到攝像頭要偏離設(shè)定的姿態(tài)（一般是水平狀態(tài)）時(shí)，通過電機(jī)施加反向的運(yùn)動(dòng)，抵消運(yùn)動(dòng)變化。

　　從以上角度來看，傳感器的精度、頻率以及電機(jī)輸出的精度、功率大小，控制算法的性能都對(duì)最終效果起到比較大的影響。不過從目前的產(chǎn)品技術(shù)來看，紙妖配備了三軸云臺(tái)的無(wú)人機(jī)在航拍方面基本不存在太大使用感受上的區(qū)別。單從功能上來說，比較關(guān)鍵的幾個(gè)因素是1、云臺(tái)與機(jī)身隔離度的高低；2、云臺(tái)可控的角度范圍；3、響應(yīng)的快慢；4、精度的高低。但是目前各家公司基本都沒有單獨(dú)公布出云臺(tái)的技術(shù)參數(shù)，還很難進(jìn)行比較。

　　位移補(bǔ)償：精靈4與精靈3的懸停對(duì)比實(shí)驗(yàn)中看到，即使采取了較好的GPS+光流定位技術(shù)，無(wú)人機(jī)在定位懸停拍攝時(shí)，還是會(huì)出現(xiàn)較大幅度的飄移，幅度大概為0.3m左右，當(dāng)發(fā)生位移后，畫面中心會(huì)有那么為了進(jìn)一步保證畫面的穩(wěn)定，就必須引入機(jī)械云臺(tái)對(duì)畫面進(jìn)行穩(wěn)定。

　　通過簡(jiǎn)單的幾何計(jì)算可以看出，當(dāng)相距被拍攝物體距離較近時(shí)，水平飄移對(duì)畫面影響較大。以圖中所標(biāo)注為例：當(dāng)距離背景2米遠(yuǎn)時(shí)，0.3米的飄移可能會(huì)帶來拍攝畫面中，物體的像素移動(dòng)達(dá)到9%左右（比如4000X3000分辨率，圖像水平方向會(huì)飄移360像素）。但是當(dāng)距離被拍攝物體較遠(yuǎn)時(shí)，以圖中所標(biāo)注為例：當(dāng)距離背景10米遠(yuǎn)時(shí)，0.3米的飄移可能會(huì)帶來拍攝畫面中，物體的像素移動(dòng)達(dá)到1.7%左右（比如4000X3000分辨率，圖像水平方向會(huì)飄移68像素）影響較小。

　　這時(shí)，僅需要云臺(tái)偏轉(zhuǎn)較小的度數(shù)既可修正畫面偏移，使得被拍攝物體重新回到畫面中心。

　　姿態(tài)補(bǔ)償：相比于無(wú)人機(jī)位置的移動(dòng)，無(wú)人機(jī)自身姿態(tài)的擾動(dòng)對(duì)畫面影響更為劇烈。當(dāng)相距被拍攝物體距離較近時(shí)，以圖中所標(biāo)注為例：當(dāng)距離背景2米遠(yuǎn)時(shí)，15°的姿態(tài)擾動(dòng)可能會(huì)帶來拍攝畫面中，物體的像素移動(dòng)達(dá)到36%左右（比如4000X3000分辨率，圖像水平方向會(huì)飄移1440像素）。但是當(dāng)距離被拍攝物體較遠(yuǎn)時(shí)，以圖中所標(biāo)注為例：當(dāng)距離背景10米遠(yuǎn)時(shí)，15度的姿態(tài)擾動(dòng)可能會(huì)帶來拍攝畫面中，物體的像素移動(dòng)同樣達(dá)到36%左右（比如4000X3000分辨率，圖像水平方向會(huì)飄移1440像素）影響均較大。

　　但是另一方面，從用戶體驗(yàn)角度來說，云臺(tái)技術(shù)還涉及到幾個(gè)問題：1、云臺(tái)功耗。由于三軸云臺(tái)帶有三個(gè)無(wú)刷電機(jī)，而且云臺(tái)實(shí)時(shí)在空中實(shí)時(shí)運(yùn)行，因此其功耗不可小視。2、云臺(tái)校準(zhǔn)。從一些用戶反饋來看，云臺(tái)功耗對(duì)于整機(jī)續(xù)航已經(jīng)產(chǎn)生了明顯的影響，如何在保證云臺(tái)性能不變的情況下優(yōu)化云臺(tái)控制電機(jī)的功耗會(huì)是一個(gè)有意義的研究方向。另一方面就是云臺(tái)校準(zhǔn)，因?yàn)樵婆_(tái)上裝有三軸陀螺儀等慣性測(cè)量原件，如何在出現(xiàn)故障或者干擾的情況下對(duì)云臺(tái)進(jìn)行快速有效的校準(zhǔn)也是影響用戶使用的一個(gè)重要問題。

　　從目前市售產(chǎn)品來看，帶云臺(tái)和不帶云臺(tái)的產(chǎn)品明顯的分為兩類：大中型的高端無(wú)人機(jī)和小型的自拍無(wú)人機(jī)。

　　從各家的旗艦產(chǎn)品來看，基本都配備了性能優(yōu)異的三軸云臺(tái)，比如大疆的精靈系列、悟系列、昊翔的Typhoon系列；同時(shí)，在上一份報(bào)告中，我們提到了，零度的Dobby、零零無(wú)限的HoverCamera、昊翔的Breeze等小型自拍機(jī)因?yàn)槌杀?、技術(shù)等因素都沒有配備云臺(tái)。

　　可以看到，由于技術(shù)和成本以及便攜性的因素，是否標(biāo)配云臺(tái)成了小型無(wú)人機(jī)和大型無(wú)人機(jī)（350mm軸距）的分水嶺，綜合之前介紹的云臺(tái)的重要性，我們看到了，小型無(wú)人機(jī)的價(jià)值主要體現(xiàn)在了便攜一方面，而大型無(wú)人機(jī)則主打功能的強(qiáng)大完善，Mavic、Karma這樣的中型無(wú)人機(jī)功能更加完善，而且便攜性突出，是目前消費(fèi)級(jí)杭派無(wú)人機(jī)市場(chǎng)上比較看好的發(fā)展方向。

　　小型自拍無(wú)人機(jī)短期內(nèi)格局不會(huì)顛覆

　　綜合上面對(duì)Mavic的介紹以及航拍技術(shù)的分析，我們不難總結(jié)出幾個(gè)觀點(diǎn)：1、短期來看，大疆不僅將對(duì)傳統(tǒng)航拍機(jī)繼續(xù)占有霸主地位，還將對(duì)于小型機(jī)市場(chǎng)占有較高統(tǒng)治力。2、純便攜小型機(jī)在功能上缺失太多，未來發(fā)展還缺乏更有力的技術(shù)支撐；3、中小型無(wú)人機(jī)平衡便攜性與功能性，或可成為未來市場(chǎng)熱點(diǎn)。但是放眼未來，可以看到整個(gè)行業(yè)的機(jī)會(huì)還是存在的。

　　1、價(jià)格 從市售產(chǎn)品的性價(jià)比的角度來講，大疆的Mavic無(wú)疑是具有超高性價(jià)比，但是從價(jià)格這一角度來看，消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)5000元以上的價(jià)格距離大眾普及還有一段距離，而且大疆的產(chǎn)品定價(jià)策略向來是“高附加值+超額利潤(rùn)”，可以看到，大疆的定價(jià)背后包含了大量的品牌維護(hù)、管理費(fèi)用等，但是這些對(duì)于小平臺(tái)公司的花銷其實(shí)并不大，所以，如果未來有產(chǎn)品能夠達(dá)到大疆的技術(shù)水平，而且價(jià)格能夠降低到5000元左右，那么市場(chǎng)反響一定很值得期待！

　　2、技術(shù) 大疆的視覺方案有部分是來自于Movidius公司，比如Mavic的VPU就采用的Movidius的Myriad 2視覺處理組件。Movidius公司的視覺處理器具備了低耗高能的特點(diǎn)，能夠主動(dòng)不間斷地拍攝圖像并處理信息，這能夠賦予聯(lián)網(wǎng)設(shè)備感知環(huán)境的能力，是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備更加智能化的關(guān)鍵。谷歌能感知環(huán)境的智能手機(jī)Tango采用的就是Movidius的第一代芯片。去年7月，Movidius推出的Myrid 2芯片，這款芯片擁有12個(gè)可編程的核心、一個(gè)圖像信號(hào)處理器（ISP）和硬件加速器，效率是上一代的20倍，體積更小，而且每秒只消耗500毫瓦。Myriad 2能夠讓智能手機(jī)攝像頭在某些程度上達(dá)到單反的水平，比如對(duì)焦速度、低光成像表現(xiàn)；但更核心的，是對(duì)圖像的智能識(shí)別與理解，使得其芯片可以應(yīng)用在眾多需要處理圖像的設(shè)備上。

　　值得注意的是，Movidius公司今年9月剛剛被英特爾斥資4億美元收購(gòu)。意欲將Movidius技術(shù)應(yīng)用到Intel的Realsense技術(shù)上。而Intel公司去年向國(guó)產(chǎn)無(wú)人機(jī)廠商Yuneec投資過6000萬(wàn)美元，且Yuneec推出了搭載Realsense技術(shù)的Typhoon H480，雖然目前Realsense僅用來實(shí)現(xiàn)避障，但是期待未來和Movidius的結(jié)合能夠給Typhoon帶來更多的技術(shù)應(yīng)用。

　　3、行業(yè)級(jí)應(yīng)用 大疆的成功來自于先發(fā)優(yōu)勢(shì)、技術(shù)儲(chǔ)備、資源整合等多個(gè)方面的綜合，目前市面是的其他廠家在整體競(jìng)爭(zhēng)力上可能比大疆還有差距，但是各家都有各自的看家本領(lǐng)，比如零度主打的“軍轉(zhuǎn)民”高可靠性飛控技術(shù)等，那么在未來，未來在消費(fèi)級(jí)自拍無(wú)人機(jī)市場(chǎng)經(jīng)歷過爆發(fā)期后，市場(chǎng)趨于穩(wěn)定，而行業(yè)級(jí)市場(chǎng)這片廣闊的天地還有待開發(fā)的背景下，不妨關(guān)注各家的行業(yè)級(jí)應(yīng)用，或可成為下一個(gè)爆點(diǎn)。

　　從智東西的視角觀察行業(yè)，無(wú)人機(jī)領(lǐng)域各家公司都在尋找下一個(gè)機(jī)遇。

　　當(dāng)業(yè)內(nèi)人士均將目光瞄準(zhǔn)小型無(wú)人機(jī)時(shí)，無(wú)疑這必將掀起行業(yè)新趨勢(shì)。然而小型無(wú)人機(jī)總體而言在產(chǎn)品技術(shù)上相較當(dāng)前的主流機(jī)型差異化并不大，而性價(jià)比卻成了其關(guān)鍵的競(jìng)爭(zhēng)因素。