靈活穩(wěn)健云臺是航拍核心

　　根據(jù)上面的介紹，我們知道，云臺對于抑制機身的主動傾側(cè)、被動干擾等影響航拍效果的擾動起到了重大作用，下面將對無人機機載云臺進行簡要的介紹。

　　一般說的機載云臺通常都是三軸云臺。如下圖所示，三軸云臺的“三軸”分為俯仰、偏航、滾轉(zhuǎn)三個軸，也稱三個自由度，分別有一個電機進行控制。也即攝像頭在三自由度云臺的框架上通過電機的控制，可以實現(xiàn)與無人機三個自由度的解耦（值無人機的：俯仰、偏航、滾轉(zhuǎn)三個自由度），起到隔離、抵消無人機運動影響的作用。

　　三軸云臺技術主要包含部分內(nèi)容：1、運動敏感；2、抵消控制。

　　運動敏感：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。通常會安裝一個三自由度陀螺儀。

　　抵消控制：即當敏感到攝像頭要偏離設定的姿態(tài)（一般是水平狀態(tài)）時，通過電機施加反向的運動，抵消運動變化。

　　從以上角度來看，傳感器的精度、頻率以及電機輸出的精度、功率大小，控制算法的性能都對最終效果起到比較大的影響。不過從目前的產(chǎn)品技術來看，紙妖配備了三軸云臺的無人機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，比較關鍵的幾個因素是1、云臺與機身隔離度的高低；2、云臺可控的角度范圍；3、響應的快慢；4、精度的高低。但是目前各家公司基本都沒有單獨公布出云臺的技術參數(shù)，還很難進行比較。

　　位移補償：精靈4與精靈3的懸停對比實驗中看到，即使采取了較好的GPS+光流定位技術，無人機在定位懸停拍攝時，還是會出現(xiàn)較大幅度的飄移，幅度大概為0.3m左右，當發(fā)生位移后，畫面中心會有那么為了進一步保證畫面的穩(wěn)定，就必須引入機械云臺對畫面進行穩(wěn)定。

　　通過簡單的幾何計算可以看出，當相距被拍攝物體距離較近時，水平飄移對畫面影響較大。以圖中所標注為例：當距離背景2米遠時，0.3米的飄移可能會帶來拍攝畫面中，物體的像素移動達到9%左右（比如4000X3000分辨率，圖像水平方向會飄移360像素）。但是當距離被拍攝物體較遠時，以圖中所標注為例：當距離背景10米遠時，0.3米的飄移可能會帶來拍攝畫面中，物體的像素移動達到1.7%左右（比如4000X3000分辨率，圖像水平方向會飄移68像素）影響較小。

　　這時，僅需要云臺偏轉(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)補償：相比于無人機位置的移動，無人機自身姿態(tài)的擾動對畫面影響更為劇烈。當相距被拍攝物體距離較近時，以圖中所標注為例：當距離背景2米遠時，15°的姿態(tài)擾動可能會帶來拍攝畫面中，物體的像素移動達到36%左右（比如4000X3000分辨率，圖像水平方向會飄移1440像素）。但是當距離被拍攝物體較遠時，以圖中所標注為例：當距離背景10米遠時，15度的姿態(tài)擾動可能會帶來拍攝畫面中，物體的像素移動同樣達到36%左右（比如4000X3000分辨率，圖像水平方向會飄移1440像素）影響均較大。

　　但是另一方面，從用戶體驗角度來說，云臺技術還涉及到幾個問題：1、云臺功耗。由于三軸云臺帶有三個無刷電機，而且云臺實時在空中實時運行，因此其功耗不可小視。2、云臺校準。從一些用戶反饋來看，云臺功耗對于整機續(xù)航已經(jīng)產(chǎn)生了明顯的影響，如何在保證云臺性能不變的情況下優(yōu)化云臺控制電機的功耗會是一個有意義的研究方向。另一方面就是云臺校準，因為云臺上裝有三軸陀螺儀等慣性測量原件，如何在出現(xiàn)故障或者干擾的情況下對云臺進行快速有效的校準也是影響用戶使用的一個重要問題。

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

　　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，比如大疆的精靈系列、悟系列、昊翔的Typhoon系列；同時，在上一份報告中，我們提到了，零度的Dobby、零零無限的HoverCamera、昊翔的Breeze等小型自拍機因為成本、技術等因素都沒有配備云臺。

　　可以看到，由于技術和成本以及便攜性的因素，是否標配云臺成了小型無人機和大型無人機（350mm軸距）的分水嶺，綜合之前介紹的云臺的重要性，我們看到了，小型無人機的價值主要體現(xiàn)在了便攜一方面，而大型無人機則主打功能的強大完善，Mavic、Karma這樣的中型無人機功能更加完善，而且便攜性突出，是目前消費級杭派無人機市場上比較看好的發(fā)展方向。

　　小型自拍無人機短期內(nèi)格局不會顛覆

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

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

　　2、技術 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，能夠主動不間斷地拍攝圖像并處理信息，這能夠賦予聯(lián)網(wǎng)設備感知環(huán)境的能力，是物聯(lián)網(wǎng)設備更加智能化的關鍵。谷歌能感知環(huán)境的智能手機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個可編程的核心、一個圖像信號處理器（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能夠讓智能手機攝像頭在某些程度上達到單反的水平，比如對焦速度、低光成像表現(xiàn)；但更核心的，是對圖像的智能識別與理解，使得其芯片可以應用在眾多需要處理圖像的設備上。

　　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。意欲將Movidius技術應用到Intel的Realsense技術上。而Intel公司去年向國產(chǎn)無人機廠商Yuneec投資過6000萬美元，且Yuneec推出了搭載Realsense技術的Typhoon H480，雖然目前Realsense僅用來實現(xiàn)避障，但是期待未來和Movidius的結(jié)合能夠給Typhoon帶來更多的技術應用。

　　3、行業(yè)級應用 大疆的成功來自于先發(fā)優(yōu)勢、技術儲備、資源整合等多個方面的綜合，目前市面是的其他廠家在整體競爭力上可能比大疆還有差距，但是各家都有各自的看家本領，比如零度主打的“軍轉(zhuǎn)民”高可靠性飛控技術等，那么在未來，未來在消費級自拍無人機市場經(jīng)歷過爆發(fā)期后，市場趨于穩(wěn)定，而行業(yè)級市場這片廣闊的天地還有待開發(fā)的背景下，不妨關注各家的行業(yè)級應用，或可成為下一個爆點。

　　從智東西的視角觀察行業(yè)，無人機領域各家公司都在尋找下一個機遇。

　　當業(yè)內(nèi)人士均將目光瞄準小型無人機時，無疑這必將掀起行業(yè)新趨勢。然而小型無人機總體而言在產(chǎn)品技術上相較當前的主流機型差異化并不大，而性價比卻成了其關鍵的競爭因素。