文 | 彭林
序:
老师说:飞机是伟大的发明,让人类实现了飞行的梦想。
可是每次航班快降落时,我都忍不住透过小小的窗口,从空中多看几眼这美丽的城市。
是“我”想飞,不是别人。我的梦想不需要莱特兄弟和飞行员代我实现,如果不能自由的翱翔天空,我始终不如一只鸟儿。
科技的发展让一切成为可能,人类也有过无数次对未来的幻想和期待。
如今,当我透过无人机的视野,亲手控制它缓缓起飞的时候,心仿佛也随之飞上蓝天。我知道,离梦想实现的那一刻,很近了。
《无人机消费者报告》
新闻里的无人机能在婚礼上制造浪漫、为快递运输提供便利,救援队用它挽救生命,而在 IS 手里,又变成杀人武器。然而很多人还是不了解无人机对我们普通消费者有什么更实际的用途,甚至不清楚它和遥控玩具飞机的区别。其实购买无人机是用来拍壮丽景色,还是偷窥邻家浴缸?这里既有脑洞全开的创意,也有道德法规的约束。我们今天就一起走进无人机的世界,让你明白无人机的来龙去脉,以及它对我们普通消费者来说究竟是怎样一个存在?
无人机的起源
人类科技树如何发展,很多起始于军事的需要。二战时日本的“神风特攻队”实施连人带机一起撞向美国军舰的自杀式袭击。试想,如果他们驾驶的战机换成无人机,就是一种非常科学的战法。宝贵的生命与飞机共存亡,是为了最后一刻也能控制飞机。无人机首先要解决的就是远程控制的问题。
上世纪初,尼古拉·特斯拉在发明交流电的同时,也发明了无线电,这为我们提供了一种遥控飞机的方法,但即便是无线电也只能让人在视野范围内操控飞机,超出视野的“盲控”在那时是不可能的。第一代无人机,是用来充当火炮训练场上的靶机,从起飞到“轰”的一声完成自己的使命,都在人的视野控制之内。
技术突破发生在20世纪70年代,美国建成了GPS军事卫星定位系统。无人机即使在飞出视线之后,也可以由GPS引导,途经一系列事先设定好的位置点,最后返航。这么做当然是为了执行战场侦察任务。无人侦察机即使被击落,既没有文字国徽标明主人是谁,也没有人员被俘引起的国际纠纷,相当长一段时期内,其它国家都没有有效手段阻止美国无人机的肆意侦察。
进入21世纪,卫星支持的数据带宽逐渐提升,这种量变引起了质的飞跃,操控者终于可以借助实时传输的黑白图像,在屏幕前远程控制无人机了!虽然还有延迟和清晰度等问题,但这时的无人机已经开始执行投弹等简单的作战任务。911事件之后,美国的“捕食者”无人机在斩首行动中炸死两名基地组织领导人,从传回的图像上看,卫兵们还在胡乱向四周开枪,说明到死都没明白攻击是由哪里发起的,从此无人机名声大噪。各国意识到,未来能够阻止美国无人机的,只有自己的无人机,纷纷全力投入无人机的研制。
2016年珠海航展上,我国翼龙、彩虹无人机的性能超越了“捕食者”,并在中东战场上大放异彩。
相比有人控制的战斗机,军用无人机成本更低还无人员伤亡,随着远程控制技术日趋成熟,不禁让人产生遐想:将来两国交锋也许会变成一场玩“星际争霸”般的无人对抗,各种形态的”无人机“就是未来决定军事战场胜负的核心关键!
民用无人机从玩具航模发展到这两年的智能化,走的则是另外一条路径,它并不是军用技术简单的施舍和外泄,而是由一群追求梦想的创业者、不择手段的竞争者以及我们每位处于市场之中的消费者,共同谱写的一段波澜壮阔的产业发展史,没有血雨腥风,但同样惊心动魄。
从记忆中消失的航模
儿时会飞的玩具,绝大多数是纸飞机或是只有橡皮筋的吹塑模型,如果你着迷其中,就不会满足这种只能滞空几十秒的玩具。
航模上的动力系统最开始是又大又沉的内燃发动机,要想带它上天,机身就要做得很大;后来锂电池普及,用电机带动螺旋桨运转,机身就能做得很小,但续航和动力比起油动的要差些。
无论是电动还是油动,有动力航模起飞需要助跑,降落要滑行,需要在很空旷的场地才能起落。
我们管这种机翼不会动的飞机叫固定翼,固定翼飞机靠高速流过机翼的上下风压差提供升力,一旦失速就会坠落。
由于固定翼航模对场地较高的限制,过快的速度也让事故频频发生,这让很多航模爱好者着眼另一种原理的飞机——旋转翼,也就我们常说的直升机。
直升机速度慢,可悬停,随时起飞、降落,可玩性很高。但操控起来同样不简单,也是动不动就“炸机”。
炸机是航模玩家间流行的术语,指的是由于飞机本身或外界因素导致航模坠地损坏。
直升机航模停在空中时并不孤立,周围气流对机身的影响非常复杂,旋翼只会按照既定方式旋转,空气的密度、气压、流速,地面和周围障碍物对气流的反射干扰……任何一个条件发生细小变化,都会打破机身平衡、进而扩大偏转、直致坠地。这就需要操控者目测机身姿态,及时对飞机进行调整。
无论是固定翼还是直升机航模,都需要高超的操控技巧,稍有不甚就机毁人……哭。有专门的无人机培训机构,认证、驾照,甚至还成了全运会比赛项目。这使得航模逐渐变成一项只存在于少数专业人士和爱好者之间烧钱的运动,这就是那个本来应该承载每个孩子飞行梦想的航模,却逐渐从我们童年记忆中消失的原因……。
直到,那个你我都知道的大事件发生,航模终于回来了……
航模重生
2007年,乔布斯发布了iPhone,这种新一代智能手机不光可以感受到外部的触摸,还能准确知道自己的位置、方向、速度和姿态,仿佛有了感知和生命一样。这不仅是手机的一次革命,更是一种理念的开创:操作科技产品不应是一项高深的技能,反而应该是让科技产品简单化、人性化来适应人类。我们难以操控航模和频频炸机,并不是应该羞耻的事,而是因为——以往的航模太不“智能”。
我们只想对航模发出如何移动这样的简单指令,而不想顾及它在空中受到的那些干扰,如果航模能判断自身的状态并自行对外界干扰做出调整,保持稳定,才能称得上智能。如何才能监测感知到这些状态,是航模实现智能化自动控制最主要的障碍。
集成电路的发明让庞大的计算机一下子变小,然而想测量加速度、重力、方向这些参数,仍需要加速度计、陀螺仪和罗盘这样很大的机械部件。它们通常只存在于大型飞行器上,对于轻小的航模来说,实在是过于笨重。
把机械部件做小做微的技术一直都在探索中前行。直到2002年,市场上开始出现在硅表面进行微机械加工的加速度计、磁传感器和陀螺仪,并可以封装在指甲盖大小的芯片之中。它不仅可以让手机具备状态感知,更能让航模实时感应到自身姿态,以便及时做出自控和调整。
正是由于iPhone的畅销,让微机械芯片(MEMS)成为产业热宠,技术不断进步、规模不断扩大、价格不断降低。关键障碍得以解决之后,曾经因为操控门槛搞得我们焦头烂额的航模,在微机电和智控芯片的加持下重生——已经势在必然。
在这个背景下,有两位关键人物肩负起了推动无人机历史的重任。
进入未来的钥匙
克里斯·安德森,是美国著名科技前沿和社会经济学刊物——《连线》杂志的主编,他因为发明阐述了长尾理论和免费经济的概念,成为对互联网经济理论影响最大的人。不为人知的是,他私下是一名狂热的机器人爱好者。有一次他在和女儿玩乐高Mindstorm时发现,这种开放式的积木机器人搭配微机械传感器,有可能组合出一部具备自动控制能力的航模。
于是,安德森创建了一个名为“DIY Drones”的在线社区,社区逐渐汇拢聚集了一批有共同志向的爱好者,之间不乏在苹果、谷歌、微软等就职的高端人才,他们迸发出很多奇思妙想,共同搭建飞控制理论的基石。当然,此时的安德森不会预料到,这些人当中,有一位会成为他未来最强大的竞争对手。
这些才华横溢的工程师们共同完善了一套智能算法,通过微机电传感器得到的数据,巧妙发出指令控制旋翼,自动调整机身的姿态,控制者只需要下达起飞、悬停、前进、后退这样简单的指令,哪怕是遇到气流干扰,航模也能稳健的执行。这就是我们今天所说的“无人机”,可以说无人机就是智能版的航模,而自动感知和自控能力就是今天无人机和以前航模最主要的区别所在 。
DIY Drones社区的无人机赢得了2008年美国Sparkfun机器人大赛的冠军,其中核心的控制算法,逐渐发展成了一个开源飞控算法平台APM(ArduPilotMega),由世界各地的无人机工程师共同发展维护。
社区的蓬勃发展让安德森非常兴奋,这个超越常人的理论家对未来有着自己深刻的思考,安德森认为:未来的世界必是机器人的世界,通过对外界的感知来控制机器人行为将是这个大时代最关键的核心技术,而无人机的本质,就是一种运动场景相对简单的机器人。谁能把无人机做好谁就掌握了进入下个时代的钥匙。
于是,他在2009年辞掉《连线》杂志的主编。创立了3D Robotics公司,而无人机就是他们首先要攻下的市场。像爱迪生、比尔盖茨和乔布斯一样,下一个引领人类梦想的宏伟的征程,依旧由美国人拉起了航帆。
然而,这一次与以往不太一样,在地球的另一端,一家年轻的中国公司,也正要改变无人机的历史。
美好的理想和市场的残酷
汪滔出生于80年代的杭州,像很多男孩一样,从小就对天空充满了想象。16岁时,父母奖励他一架梦寐以求的遥控直升机。然而不久这个复杂的东西就被他摔坏了,用了几个月的时间才收到从香港发来的零件。
高中毕业后,汪滔考入香港科技大学电子工程专业,在大四时,他所做的一个直升机飞控项目改变了他的人生。汪滔被教授慧眼识珠,引荐读了研究生。
2006年,研究生毕业的汪滔和几个同学,带着宿舍中开发的无人机飞控芯片原型和几千美元的奖学金,来到了中国电子产业中心——深圳,成立了大疆公司,追寻他们大道无疆的飞行梦想。
此时深圳的通讯电子领域正在飞速发展,市中心的电子市场可以买得到世界上任何在售的电子芯片,市周边遍布着大大小小的制造工厂,聪明的老板们随意采购些电子元件,仿冒山寨一些国外出名的电子产品就可以发家致富。而汪滔对这种诱惑并不感兴趣,他只关注自己的飞控芯片还有什么不完美的地方。不善营销的他将主要精力放在产品的开发和改进上,闲暇时才通过一封封邮件向国外无人机爱好者推销,按汪滔的计划,一个月只要卖20套芯片,就能养活几个人的创业团队。
虽然飞控芯片让”航模“成为可以智能控制姿态的”无人机“,但是芯片做出来是一回事,让消费者买单是另一回事,因为现在的麻烦并不比过去少。玩家们买回芯片,仍然要自己DIY制作机身和所有机械传动部分,其中最为复杂的就是直升机的旋翼。
直升机的飞行原理并不像哆啦A梦里竹蜻蜓那么简单,如果只有一个旋桨,理论上机身会原地打转,并且如何才实能现前、后、左、右的移动呢?
实际上,直升机依靠一个尾桨抵消主桨产生的自旋力保持平衡。它的主桨旋启动后转速度是恒定的,所以上升和下降并不是靠改变转速,而是靠主桨转轴上的一个圆盘通过连杆带动桨叶变换迎风角度来改变升力大小。
前进和后退最困难,1930年,一位意大利人发明了一个精巧的机构——旋转斜板,固定的下斜板角度发生变化时,贴在上面、连接桨叶旋转的上斜板也发生倾斜,整个旋翼向哪个方向倾,就可以带动飞机向哪个方向移动。
这一套由复杂连杆和铰链组成的装置就是直升机的核心,它对机械加工的精度要求非常高,如果是简单的塑料片摔几次就完、或者金属结构尺寸装配精度稍有误差,就会失控炸机。所以纵使搭配了智能芯片,无人机整体的飞控效果依然不理想,而这并不是汪滔所能控制的。
智能控制芯片的出现,并没有让航模市场的用户群有显著的增长。即便每月销售只有20套的目标,汪滔还是没能完成,大疆的运营举步维艰,创业团队几乎全部离开。
伤心之余,汪滔最喜欢去的,就是安德森的“DIY Drones”论坛,这里他能感受到世界各地志同道合的人聚在一起的力量。这是支持他继续向前的动力。
直到有一天,他看到让他眼前一亮的东西。
横空出世的四旋翼
一天在逛论坛的时候,汪滔注意到一个讨论四旋翼无人机的帖子。四旋翼的飞行原理很简单,它除了每个桨叶转速可调,其它结构都是固定的,想要往哪边行进,就微微降一下这边桨叶转速,机身倾斜后就可以水平移动了。不用三旋翼是因为旋桨必须成对儿反转来抵消自旋力,不用六、八甚至更多旋翼,是因为电机太多,电池续航不够。相比单旋翼的直升机,四旋翼结构简单,制造难度低,飞行平稳、可靠性强太多。
大型载人四旋翼飞机在历史上稍纵即逝,因为其最大的技术难点就是对旋翼转速的控制要求非常精准,人类几乎不可能在手动条件下良好控制。而这个难点在飞控芯片的精准控制下,已经不再是问题,机械结构简单、生产成本低、产品一致性强就成了四旋翼最大的优势。
此时的汪滔毅然决定公司的所有研发和产品全面转向四旋翼。2010年起大疆接连推出“哪吒”、“悟空”等几款性能优异的四旋翼飞控芯片。
然而,市场依旧波澜不惊,很多航模玩家对四旋翼完全不了解,它超出大家对飞机只有固定翼和直升机的固有认知,这种新型的飞行器可不可靠?
2010年对四旋翼来说注定是不平凡的一年,这一年市场上发生了三件事。
第一件事,印度电影《三傻大闹宝莱坞》在全世界热映,聪明过人的主人公兰彻做出了一台可实时传输图像的四旋翼无人机。
第二件事,可以用iPhone 4控制的四旋翼无人机AR.Drone在Apple Store上架,被誉为iPhone有史以来最酷的玩具。
第三件事, 宾夕法尼亚大学的维杰·库马教授关于四旋翼的一期TED演讲大火,大家惊奇的发现,原来四旋翼可以这么厉害。
这些事件对四旋翼在社会上的认知和普及起到了至关重要的作用,航模玩家纷纷求购稳定性更好的四旋翼方案,市场需求开始增加,对汪滔来说,等待已久的机会终于来了。可就在转型初见成效,眼看要赚到钱的时候,安德森DIY Drones论坛的开源APM算法,也宣布开始支持四旋翼。一场争夺市场的竞赛开始了。
那个时候大家淘宝上买各种零件,搭配各家的飞控芯片,DIY四旋翼无人机,大疆的效果很好,跟定在空中一样,但大疆的芯片也是最贵的,APM芯片很便宜,很多动手能力强的玩家还是倾向用APM。和开源芯片去抢市场,大疆无疑面临先天的价格劣势,这种局面就像曾经开放PC架构和封闭的苹果电脑之间的激战,异常艰难。
珠联璧合
此时的大疆压力超过以往,汪滔也不得不由产品全力转向产品的销售,2011年,他带着自己的四旋翼飞控芯片参加印第安纳州举办的无线电遥飞机展销会。在这个会上,汪滔结识了一位名叫科林·奎恩的美国人,奎恩当时经营着一家从事航拍业务的创业公司,他询问汪滔,大疆能否提供一种用无人机从空中拍摄稳定视频的办法。
航模爱好者们总是有很多疯狂的想法提出各种需求,什么沙特皇室的竞速比赛,还是树林穿梭,但是奎恩的需求像雷电一样击中了汪滔。无人机到目前为止一切的目的都是“玩”,满足玩家更刺激的需求。而为什么不让无人机做些更有用的事?
摄影是每个人都有的需求,但人们的取景通常只考虑过地面上的平视或仰视,从没想过从空中的俯视角,哪怕是投资巨大的电影,因为需要调用军用飞机而很少见到航拍镜头。无人机下挂相机,不正好可以解决么?这个事情的难点在于四旋翼即使再平稳,在空中也是要变动姿态和有轻微抖动的,这就需要一个非常强大的减震云台来稳定相机。稳定云台和无人机看似是两个不同的产品,但它们的原理是相通的,都是需要微机械传感器判断现有姿态并及时做出抗干扰的调整。如果把平衡云台开发出来,不光是满足科林·奎恩的需求,更是开辟了无人机的一大广阔的用武之处,甚至,一个更长远的产品计划已经在汪滔心中形成。
汪滔日以继夜的工作,在只有一位实习生做助理的条件下,几个月内开发了三版原形产品,并且实现满意的稳定效果。这让科林·奎恩惊奇不已,并意识了这个产品巨大的市场潜力,他决定放弃自己的事业追随大疆,奎恩先是在曼西市面见了大疆高管,随后乘飞机来到深圳,并最终在得奥斯汀市成立了大疆北美分公司,奎恩当时负责大疆北美地区的营销工作,并拥有北美分公司48%的股份,他为公司提出了新的口号:“未来无所不能”(The Future of Possible)。
汪滔回忆说,奎恩是一位“了不起的销售员”,“他的一些想法让我深受启发”。
当拥有了飞控芯片和稳定云台两项核心产品之后,汪滔终于要实现他心中的产品计划——能够到手即飞的无人机整机。免去一切手工DIY的繁琐步骤。2012年底,大疆发布了它的第一台无人机整机——大疆精灵,搭配外置运动相机,开箱几分钟之内就可以起飞。正是大疆和它的精灵,将无人机的概念从之前仅局限于航模爱好者的专业市场,推广至了所有有航拍摄影需求的大众消费市场,让我们知道了还有这样一个好玩又好用的产品。
凭借着精灵,精于产品的汪滔,和擅长营销的奎恩各专所长,大疆在美国市场无往不利,很多好莱坞电影的航拍镜头都是使用精灵无人机拍摄完成,大疆的市场占有率迅速攀升至北美第一,年营业额突破一亿美元。这引起了资本市场的瞩目,但此时,任何投资对大疆来说都是姗姗来迟,因为大疆已经是一台有着无限潜力的印钞机。
直到,两个人的彻底决裂……
最终的胜利者
一天奎恩推开汪滔办公室的门,告诉汪一个天大的好消息:世界上最大的运动相机品牌GoPro希望和大疆战略合作,GoPro指定大疆成为其运动相机指定搭载的无人机,大疆也指定GoPro成为其唯一搭载的相机。这不仅会给大疆带来无数新的用户和订单,而且对一个中国公司来说,这是一种莫大的认可。要知道,在外国人眼中,中国深圳只能出山寨货,做硅谷的尾随者,而这次大疆在与安德森的3D Robotics公司竞争中能够抢下合同,成为被硅谷认可与GoPro并肩的创新企业,让全公司上下都兴奋不已。
然而,就在合同签署前的最后一刻,汪滔做了一个让所有人意想不到的决定——他拒绝了这次合作。原因竟然是他认为世界第一的GoPro产品还不够好,大疆早晚要进入还不太熟悉的影像领域,做出更优秀的运动相机,这才是他心目中完整的无人机。这个决定让奎恩无比震惊,面前这个年轻人实在太过狂傲,他决定拿回自己股份和应得的钱,退出大疆,随即加入竞争对手3D Robotics,大疆的北美市场销售面临崩溃。
这个决定同样彻底激怒了GoPro,他们决定自己做无人机,一个百亿市值的硅谷明星公司,要给这个不知天高地厚的中国创业公司一个狠狠的教训。大疆、3D Robotics、GoPro,无人机市场的三国大战,一触即发。
让我们审视今天的无人机市场,很多人可能没有听过3DR和GoPro的无人机,因为这场仗,实际上根本没有打起来。故事的后续是这样的:3DR于2016年推出的无人机SOLO,一上世就遭遇GPS信号连接不上的尴尬,再加消费者还要再单独购买非常贵的云台,市场行情很不好,生产了10万台的货,最后只卖出2万多台。安德森宣布无限期退出无人机市场。
同年GoPro也信心满满的推出了无人机Karma,但一上市就出现电池故障而频频炸机,整个公司也被无人机这个泥潭拖了进去,裁员不断,股价一落千丈,不复往日荣光。这些硅谷明星的陨落,反衬出航拍无人机技术含量并不简单。
而大疆,在短暂整顿北美市场之后,再次恢复到市场第一,2014年年会上狂发十辆奔驰奖励员工,产品方面,不光精灵3开始搭载了自家拍摄模组,并且收购了跟随宇航员拍下了“自己一小步,人类一大步”、以画质著称老牌单反相机厂商——哈苏,准备在影像领域大刀阔斧。
不仅如此,大疆在无人机其它技术领域的研发道路上同样策马狂奔,一发不可收拾。
无人机实测对比讲解
之前的背景介绍有些演绎,不必较真。不可否认的是,如今大疆已经成了民用无人机领域无可争议的霸主。今天我们拿小米无人机,就是直播发布时炸机那款、大疆精灵3 SE,这是一台大疆针对小米出的入门型号,意思是有我在你小米就别碰这块了;御Mavic是大疆主力旗舰产品、和灵度智控的Dobby小型无人机,春晚在张杰和毛阿敏后边飞的同款,四台无人机举例,帮大家全面认识购买无人机需要注意哪些方面。
首先起始的开头之第零件事,就是要重点说说安全问题。无人机桨叶高速旋转时,不光轻易削碎香蕉、黄瓜,并且削肉如泥,试想如果在人群中失控坠落时,会造成多大的伤害。此外如果在机场附近起飞会干扰客机安全,在军事或行政区旁边拍摄会影响泄密。所以政府和社会对无人机这个危险的新生事物保守谨慎,基本上是管制、抑制为主。
国家新规6月1日起所有使用大于250克的无人机,跟菜刀一样都要进行实名登记。大家购买之前要先查查自已所在城市各家无人机厂家设立的禁飞区域。小米的禁飞区多集中在市中心和机场附近,大疆的禁飞区最为严格,含盖了大部分人口密集和军事禁区,像北京已经扩大到整个六环和所有远郊城区,像在上海一样拍个都市景夜,北京是不可能了。零度没有设禁飞区,因为DOBBY太小了,可控的飞行高度和距离也有限,自认为没什么危险性,但操控者也要小心。
再次提醒大家:使用无人机一定要遵守几个纪律:远离人群;严禁孩子操控;不要抛飞手接;尊重厂商的禁飞区域,不要破解黑飞。就是因为总有不守纪律的莽撞新手,才导致正常的飞手总感觉跟小偷似的,躲着保安。
选购无人机,第一部分要考虑的就是它的结构。
我们通过后备箱做参照,大家可以看出无人机大小各异。大的好还是小的好?体积大是因为桨叶大,导致轴距大。大桨叶可以提供更强的升力和控制力,是好事,但这也意味着可能牺牲了便携性。其实如果能把机身做轻,那小桨叶小体积也能有足够的升力和控制力。但机身做轻又会遇到一些技术难题:你看无人机结构上除了旋翼,就是机身和拍照模组。机身百分之七、八十的地方又是被电池占据,剩下一点空间是智控主板和芯片位置。机身要想要做轻,恐怕得牺牲一些电池和拍摄的性能。
所以一个好的无人机追求的是如何大桨叶(大轴距)又能体积小好便携、以及如何重量减轻同时保持优异的性能,第一对矛盾已经有解决办法,比如Mavic御就是一种经典的折叠式设计。展开有大桨叶提供强有力的升力,折叠起来体积非常小巧便于携带。
为什么无人机不是一开始就都做成折叠的?这是因为折叠并不好做。首先折叠方式如果简单把支臂侧面收拢,体积也并没变小多少。御是前支臂收拢,后支臂下翻到前臂下面的堆叠式,有效减少的体积和宽度,非常巧妙。此外,折叠式的机械结构要求非常高,转到位置后需要锁死,如果还有晃动的话非常影响飞行控制,但如果彻底锁死的话,遇到撞击连接处很容易损坏报废。御的支臂旋转到位后基本毫无晃动,而且还能保持一定弹性。不得不赞叹大疆设计及工艺的水准。
小米和精灵3SE这样的庞然大物是不可能放进背包里携带的。折叠式一定是未来民用航拍无人机的必然方向,目前唯一的阻碍就是价格较高。但看看越来越多的单反被丢在家里,都说明了便携性真的重要。
通过结构大家明白无人机里体积、重量、轴距这三个参数的含义,要看,但并不能绝对的说明问题。抛开折不折叠的结构问题,第二部分要看的,就是各家无人机谁能以更轻巧的重量和体积,做到更优秀的飞行性能了,我们先做几组对比测试。
1、悬停保持
第一个实验是悬停对比,大家可以看到树稍的微风吹动,风力也就一、二级。御是稳定如狗,小米也不错,精灵3SE过段时间会偏,而最小的零度像大海里的一叶偏小舟,在风中凌乱。
2、移动姿态
在移动姿态的对比中,御仍然是比较稳健。
3、设定航线和定点返航
无人机多有返航功能,无论是你按下返回键还是当信号失联的时候都会自动返回到起飞点。我们让三部无人机从一个小箱子起飞,然后试验返航功能,精灵3SE偏差最大,而小米比较准确,御几乎就是原地降落。
以上这些功能,包括小米的绕点环拍,以及精灵3SE的追随遥控器热点的功能,这些只算是初级的智能控制,因为它们都只调用了内置的微机械姿态传感器和GPS,再加以处理。
想再智能一点就要看御了,御身上除了主摄像头外,下方还有两个超声波传感器,加上前方两个摄像头,组成了双目立体视觉系统,用于智能避障。
下方通过超声波探测,下降时如果有障碍物就会悬停报警。前方两个摄像头像双眼一样看到立体画面,对比差异就可以判断物体离我们的远近,之所以前方没有用成本和功耗更低的超声波方案,是因为超声波能探测物体的距离比较近,而无人机如果以10m/s高速前进的话,制动就需要十米,御的前方双摄可以在物体距15米时紧急刹车。而上升和下降为了安全被限制在了2m/s左右,用超声波就够了。
智能避障另一个应用场景是地形跟随,当我们拍摄起伏的地形或山峰时,御把地面当成障碍缓慢避开,画面非常平稳自然。而没有避障功能的无人机,此时推动摇杆只会撞向地面。
智能避障对无人机来说非常有用,在拍本期节目的过程中,它数次帮我们避免了炸机的惨剧。当我们通过监视画面来控制无人机的时候,是没有距离感的,尤其是侧方的树枝和楼房,感觉还有点距离,其实已经马上撞到桨叶了。
事实上我觉得御的智能避障功能做得还是不够,它要很近才能看到前方电线、树枝很细小线障碍,以及为了功耗和重量考虑没有侧方避障。当然这里就别说那些没有根本没有避障功能的无人机了。
如果说智能避障让大疆在智控方面领先一步,那么下面的功能就是让其它家望尘莫及:御可以对主摄像头的画面进行分析,做出更智能的控制。
选择智能跟随,选中你要跟随的目标,好,放手,御已经成了能跟着你走的私人摄像师。这能拍出很多有意思的镜头,跑步时的跟跑,行车时的跟车。
如果你做一些特殊的手势,御还可以识别并拍照。在新推出的Spark中还可以通过手势进行指挥。
这些很自然的交互方式,背后是大疆利用Myriad芯片所做的智能视觉识别算法,原理上和现在无人驾驶所做的事类似,我们知道机器人最重要的技术就是对外界影像做准确的识别和判断,这让大疆的无人机具备了机器人雏形和感观。
这里解释一下无人机飞行性能的几个参数,飞行速度,快的有18m/s,慢的有7、8m,如果没有避障功能,速度快基本上是找死,如果有智能避障,还是尽可能选水平速度快些的,因为如果要拍跟车这样的镜头的话,速度慢的跟不上。但也要注意,当快速飞行机身倾斜时,前方旋翼会不会进画面穿帮。
另外说到续航和电池,刚接触无人机的人会觉得续航非常坑爹,还没怎么飞就没电了,一个老型号续航24分钟,新型号出来厂商宣称大幅提升了续航,到多少?到了27分钟。这是因为电池技术目前已经很难突破了,各家电池的容量和重量基本成正比,但跟手机里大电池约等于长续航的结论不同,无人机电池越大,本身重量也大,抵消了一部分续航能力,所以大电池对无人机续航的提升十分有限,基本都是在30分钟左右。
但即使这样,我们也要尽可能追求一些长续航的产品,因为实际使用中是这样的:到了航拍地点,开机准备、连接、调试、起飞,转一圈看看如何取景,这时候十分钟就过去了,你还得留十分钟保护安全返航,所以真正用于拍摄的时间,24分钟的产品只有3、4分钟,而27分钟的可拍摄时间就翻了一倍呀。出行时两到三块备用电池是必不可少。
拍摄部分对比
目前常接触的无人机功能都是以拍摄为主,很多人曾经想过,让无人机挂个我们常用顺手的单反上天拍摄多好。但这是不靠谱的。无人机上一克重量一寸金,它的影像系统诉求是在拍照效果还可以的前提下尽可能的轻巧。此外还要在天上还要接受视角的调控,以及需要强大的稳定减震效果。所以拍摄组件和无人机一起来考量和设计,才是一个完整的好产品。这也是当初汪滔拒绝GoPro坚持自主发展的原因。
我们先对比一下防抖,目前无人机的拍摄组件很多具备x、y、z三轴防抖的机械云台。
除稳定减震之外,无人机的拍摄效果可以用传统评价相机的方式去一评价。
小米和精灵3SE感光元件都是1/2.3英寸,1200万像素,94度广角,等效20mm焦距f/2.8光圈的镜头。御的镜头没那么广,78度,畸变也会小一些,35 mm 等效, f/2.2光圈。零度DOBBY则是一颗完全没有减震的1300万像素摄像头,它需要飞之前就调整好,起飞后无法远程控制。
拍出的效果
iPhone 和御相对准确还原了层峦叠嶂的山峰的绿色以及岩石的灰度,相比下御的部分区域色彩略偏,层次感稍差,小米的整篇绿色偏黄且细节把控力较差,而零度的惨灰和精灵3SE的惨白倾向明显,几乎是不可看。
这张重点关注明暗相交处各自的表现细节,iPhone是手机上应有的宽容度,御次之,起码暗部能够还看到而且能保持湖水的清澈湛蓝,小米暗部细节已经丢得差不多了,零度细节全无,精灵3SE仍然是惨白,画面很平,色彩几乎全部被牺牲掉。
这张夜景,iPhone 天空纯净,建筑物轮廓线条清晰,小米的样张白平衡偏得较大,虽然用最长曝光换来最好的亮度,但这种半秒以上的曝光成片率较低。御细节涂抹,物体轮廓不清。零度和精灵3 SE噪点最为严重,并列最差。
综上,无人机上的拍照目前和手机还有一定差距,大家要适当降低预期。在这几台产品中,御虽然色彩略偏,夜景稍糊,但综合表现相对最好,小米细节保留完好,但颜色偏差太大,而零度几乎不可看,和精灵3SE一起表现糟糕一起垫底。
视频方面主要的规格区别是支不支持4K以及30帧还是60帧录制,提醒大家无人机上60帧需求远比普通拍摄设备要高,因为无人机经常是在高速运动时拍些大场景,不像一般视频录像场景稳定,运动物体单一,无人机镜头下的所有景物变化非常快。帧率低画面就会有卡顿感。
说完飞行和拍摄性能,我们聊下最后一部分,遥控和图传。
因为都智能化了,遥控无人机并不难。遥控器负责和无人机之间所有数据的沟通,连上手机或平板打开应用就可以看到传回来的监控画面和一些姿态参数,一键起飞,一键返航都是非常自动化的,上、下、左、右、前、后、旋转,玩过第一人称视角游戏的人都能熟悉。调整摄像头的视野、拍照录像也有相应的控制拨轮和按键,看起来一切都是那么简单。但别高兴,无人机遥控难点在于远程还能实时、无延迟的监控图像传输。目前常见的无线方式红外、蓝牙带宽都不够,卫星不会开放民用,WIFI带宽是够,但有效距离有限,干扰强的地方顶多几百米。
可以看到小米标称可以飞500米,解开新手模式后距离无限制,但实际上飞到7、8百米图传开始严重失真,一公里左右信号就断掉,自动返航,当信号重新出现时两次飞远,仍是一公里失联,所以小米的500限制米不是保守的自谦,是真的也就在500米范围内才有较好的体验。
如果无人机只能飞这么近,和想像中差距有点大。厂商也很绝望呀,但又能怎么办呢?难不成你自己开发个行业新的标准?
是的,大疆真的这么干了。WIFI标准的建立是为了双向数据传输的准确性,如果发现数据包有错误,就会打回去重新握手,所以速度较慢,距离较短。大疆自研的专用通信链路技术Lightbridge,和WIFI一样用的都是2.4G和5G频段,不同的是,它只能单向视频传输,如果数据包错误,照传不误,只是图像会有些条纹。这视使得Lightbridge频传输的有效距离在最严格的CE标准下能达到4000米,其实再远也没有意义了,到了4公里远再不回来续航就不够了。
视频图传对一台无人机来说非常重要,如果你视频信号断了,卡在那,或者有高延迟,飞手还在继续操控,就肯定会炸。只要看到画面还流畅就有一种安全感。不光如此,此时御的遥控器还在以720p 60帧或1080p 30帧的高清速率传输,有没有比它还厉害的技术?有,但可能传的是模拟信号了,信号弱会有雪花。单从数字信号来说,大疆的技术确实不简单。
有这么厉害的技术,大疆还不满足,又玩起了新花样,就是这个Goggles眼镜,远距离实时传输无人机看到的画面,双眼各自拥有独立的1080p屏幕,头部转向控制无人机的视角和飞行,这不是虚拟现实,而是真的同自己在空中飞行一样。
总结:因为我们是第一次评测无人机,所以今天的讲解相对浅显,我们通过这四款产品,把无人机各项功能参数大致梳理了一遍,相信大家以后再看到这些复杂的专业参数不再茫然,能了解其背后的含义、知道如何选购了。
综合来看,如果你是航拍需求的话,那大疆是一个无论怎么夸,也不会有人说我写软文的公司。可能有人开始还有疑问:小米2999的无人机和大疆有什么区别,不说别的,图传5公里、只能飞500米、独有的智能避障、智能图像跟踪和识别,完全能拍出大片的感觉;除了起飞降落智能些,其它一切要靠手动。我们评测过小米别的产品,空气净化、净水器都非常优秀,但无人机这块,基本上来搞笑的。
大疆御巧妙的折叠式可进背包的设计,包含了很多黑科技级的智能技术和稳定性,以及还不错的拍摄水准,使得它在无人机领域就是神一样的存在。不光是秒杀国产产品,对国外同行也是碾压。这个意义不亚于足球37年首次战胜韩国队。也希望中国的科技公司在其它领域也能多多制造出这样优秀的产品。
这些唯美的镜头,以前要费尽周折,扛着上百万的专业器材才能拍出来,如今,每人个都可以放飞想象,用无人机轻易拍摄。纵然它还有很多难以解决的缺点,但如果我们能以开放心态,保持对科技产品无限热情和向往,那么,无人机真的就会改变未来!
好了,本期《消费者报告》是由爱否商城特约播出,爱否高品质二手商城,不辜负你的每一份信任。我们下期再见。