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大疆精灵3失控撞深山，机主玩命爬悬崖找回飞机
本帖最后由 dingjiangnan 于
07:50 编辑
上个月底，在北 京群里看到一个网友求助说精灵3掉大山里，不知道[url=]贴背景[/url]确定位置，一向热心的我就跟他要了app账号之类找大疆要到飞机最后坐标，跟他去了炸机的大山里，最终找回飞机，上山过程非常惊险，这哥们是在那边学习攀岩的，所以各位遇到相同情况千万别冒险去找机器，生命比什么都重要。。。详细的搜索过程已经发到微信公众号：无人机世界（uavwww）
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真是要机不要命，不过视频做的不错
该死的楼主吓死哦了
激动人心，看得
光看标题就够激动人心的& &可惜视频挂了
真的好刺激，但飞机拿到手以后，为什么不把飞机绑在身上，而要拿在手中？这样下山真的好危险。
真是不要命啊，下山选路很重要，绕下肯定有好下的地方，这哥们完全是捷径上下山，太刺激了！
注意安全啊
为啥不用飞机把它带下来呢?
楼主可以去国家登山队了
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无人机高空失控！勿慌，飞手你需要知道这些
刚接触的时候，我相信绝大部分飞手都会小心翼翼的，无论是调参还是校准，都会按部就班，一步步落实，这样做的好处就在于能有效的避免很多意想不到的事情的发生。但是，新飞手们的谨慎态度可能在多飞了几次之后就不见了，部分飞手掌握了一点点飞行技巧后，就会忘乎所以，认为飞行无难事。之前的很多的校准步骤会慢慢省去，也会在一些并不适合飞行的环境下（室内、GPS信号丢失）飞行等等……不说别人，智驾君本人就是个活生生的实例，所以在正式入题前先跟大家聊一聊智驾君的一次悲催户外飞行经历，并以此为例。亲身经历的高空失控飞行前，已经将遥控、无人机的版本全部升级至最新，其中还将飞行高度限制在120M，飞行直径为1600M，自动返航高度为20M。在户外做GPS校准时，做了三四次的样子，精灵（四轴无人机）亮灯一直为黄色，APP上面显示当前卫星数则一直在4-6颗之间跳动，给出的提示信息也是徘徊在半安全飞行与故障提醒之间。过了好几分钟后，还一直提示为可半安全飞行，能够启动四轴。耐不住性子，智驾君也不管那么多了，直接起飞，当飞行高度达到8米左右时，精灵上的灯光突然变绿，APP上显示为安全飞行，卫星数则为5颗。既然是安全状态，智驾君便直“摇”而上，飞行高度立马攀升到120M的限高附近，不过坑爹的事情也就发生了。还没等智驾君反应过来，APP上首先提示无人机断开连接，之后遥控器信号丢失，无人机失控。智驾君在地面上瞬间紧张了，一边往下拉油门，一边动方向键去确定精灵是否恢复控制，结果只能眼巴巴的看着精灵在高空中随风飘走。随后，APP上提示当前状态为安全飞行，开始自动返航。遥控器也随即恢复控制，智驾君马上往下拉油门，并且调整飞行方向，往起飞点飞回来。这次失控可真是吓了一身冷汗，这里倒也不是说怕摔了心疼，只是在市区飞行超级担心砸下来伤人，所幸有惊无险。高空失控，你需要知道的第一招：合理调整限飞高度以智驾君的亲身经历来看，此次高空失控的原因是飞行高度超过了限高。所以第一招就是要求飞手能根据飞行任务的实际情况调整限飞高度，并尽量避免去触及这个高度。当然，凡是无绝对，一旦无人机还是出现高空失控时，第二招就能发挥作用了。第二招：设定自动返航参数还是以智驾君高空失控的经历为例，之所以能重新拿回控制权这全依赖于之前设定好的自动返航功能。当无人机失控时，会开启自动返航功能，而智驾君所设定的返航高度为20M，所以当无人机会将飞行高度拉低，遥控重连的机会就越大。第三招：先找原因，不要乱操作高空失控的原因是多种多样的，所以当出现失控时，首先不要慌里慌张，乱了自己阵脚。高空失控后，你是无法继续操作了，所以干着急也没有用，倒不如用这个时间把失控的原因找出来，之后再想办法，像那种一遇到失控就狂按遥控的、关遥控的、甚至摔遥控的基本上就只能等炸机了。高空失控常见原因高空失控的第一个原因是机器故障。这个在空中就没办法了，所以就只能在起飞前仔细检查下无人机的各项参数设置以及其他硬件上面有无受损情况，虽说不能百分之百排除隐患，但最起码能保证你不会在一些低级错误上栽跟头。第二个就是环境因素造成的失控，飞手张晓东就提醒过智驾君”有电磁干扰和大功率发射器的环境下是不宜飞行的，比如：轮船有大功率雷达，电视台附近，发电厂，飞机场等这些地方“。当这些功率干扰、甚至掩盖了遥控信号时，无人机马上就会失控，运气好就自动回来了，运气不好就直接炸机，所以要尽量避免去到这些地方飞行。还有一种情况就是像智驾君所遭遇到的，无人机超越了自身参数限制而导致的失控。像智驾君这种由于是超过了限飞高度的失控的话，是最好处理的，先等一等，十几秒钟后一般就能恢复操控。如若不行的话，无人机启动自动返航，但前提是起飞前做过卫星定位，所以说准备工作很重要。黄金法则：无论无人机有没有恢复控制，或者有没有执行自动返航，都应该尝试性的不断往下拉油门，无人机离你越近，恢复控制的可能性就越高，无人机飞的越低，最起码掉下来的伤害会越小。毕竟自动返航在周边环境比较复杂的情况下还是满危险的，所以能自己控制住弄回来的话，还是自己亲自操刀，弄不回来最起码也要保证不去弄伤人。从事航拍工作多年的飞手李超谈到失控问题时就感慨道，无人机失控这种事情太多了，无论是四轴的精灵，还是八轴的都会有可能失控。所以必要的准备工作必须要做好，失控后不要慌，因为信号随时都有可能重连上，说不定本来不会出啥事的，结果你乱按一通就给炸鸡了。
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先上一张天猫旗舰店露出的产品图，估计店长要被fire…
不请自来。先谈谈看完产品介绍的感受吧，在我们看来，这是一个无人机智能化的时代。无人机的安全性随着这一代产品进一步提升，操作门槛也进一步降低了。此前我们预测的精灵4配置，虽然在大方向上全部命中，但是实际的配置却远超我们的想象。如果说精灵3的发布，让无人机进入了全民时代，那么精灵4的发布，让这一系列的机型开始变得完美。之前，圈内已经有“GPS模式下，猴子都能飞无人机”的说法，到了精灵4发布后，这句话应该要变成——“GPS模式下，猴子都能飞无人机，还不怎么容易炸。”这一代精灵无人机宣传的标语是“独聚慧眼，智所未见”，那么，怎么个“慧眼”法呢？来看一下这一代精灵无人机的新技术吧。首先，精灵4上搭载了更多的传感器，这大概就是大疆宣传的“慧眼”了。传感器的升级使得无人机配备了前视避障系统，通过声呐探测和点云立体识别技术，能够感知到前方15米内和下方10米内的物体，检测到障碍物会自动悬停。这项功能对于安全性的提升将会十分明显，对于单控机型来说，用户一直在观察飞行器方位还是拍摄的画面上难以兼顾，对于无人机和障碍物的距离一直是比较难把控的，这也是为什么航拍团队中往往有专人担任观察员的职责。避障系统是一道重要的保险。不仅如此，这些传感器的作用还被进一步扩展了，大疆更新了一项逆天的功能——指点飞行。什么叫指点飞行？在app的航拍画面中点一个位置，无人机就自动往那个地方飞，飞行路线上还会不断检测周边障碍物并作出相应避让动作，甚至不需要操作遥控器......自动返航功能也因此得到了优化，根据此前我听到的炸机案例，失控返航时撞到障碍物炸机的比例非常的高，搭载了环境感知技术后，精灵4可以在返航路程中自动避让障碍物。此外，通过与机载相机的协作，精灵4的追踪模式也得到了升级，变成了智能跟随模式（Active Track Mode）。不仅仅是换了个马甲这么简单，它不同于此前GPS定位信号完成追踪，精灵4的追踪真正地是在“追”了——它能够捕捉并跟随画面中的物体，并且在app上点一下就能完成操作。基于传感器上的全面升级，大疆这次把图传距离也增加到了5km。不过，2014年Inspire 1发布时，我们在感叹视觉定位让室内飞行从此变得更加方便的同时，也了解到了技术的生效有着诸多限制，对于地面材质、亮度、纹理等都有要求。此次更新的功能，实际效果究竟如何，期待真机测评的发布。我们认为，精灵4除了“慧眼”之外，还有另一个关键词，既然是我们自己取的关键词，那么不妨通俗一点，这个词是——“俩”这一代的精灵4搭载了双指南针模块和双IMU，此前飞行时担心的指南针干扰和失控问题，大疆采用了冗余设计来解决，看上去有了一个不错的解决方案。此外，双GPS模块也将精灵4的最大卫星数增加到了36颗。由于这些设计，精灵4的悬停精度大大提升，技术数据中，水平悬停精度从上一代的1.5米精确到了0.3米，进步明显。不过，我们尚未知晓双保险模块是如何运作的，这也让我们产生了一些疑惑，例如：如果两个指南针模块每次做校准时获取的数据都是同步的，那么受到干扰时，尤其是之前记录的是存在干扰的地磁数据时，两个指南针模块有可能同时失控的，IMU模块同理。意淫一下，其中一个模块可能始终记录的是无干扰的地磁数据，另一个模块则是跟着我们的校准操作走，这样的话，是否会更加有效呢？只能等待工程师们为我们深度解密了。关于精灵4的外形，在之前流出图片后引来了大家的吐槽，看完宣传视频后，我们也明白了这一代无人机为什么这么“圆润”。我们来看看精灵3的电路板：看不懂电路无所谓，我们只需要记住它是单面的就好。再来看看视频里精灵4的内部：发现区别了吗~四面全都有电路板哟~强大的功能自然需要更大规模的电路支持，这样的的排列也能够容纳体积更大的电池，把续航时间提到了28分钟，这也就导致了外观的改变。其实看到高清版真机图片后，就能感受到其实这一代的机架并没有厚很多，只是肚子变大了点。话说回来，个人觉得胖胖的外形也挺可爱的......嗯，大疆自己也是这么想的......再来说说动力系统方面，新的快拆桨和快拆保护圈让无人机的安装更为简便，抗风性能据说也有增强。不过，精灵4的机身重量比前代产品进一步减轻了，鉴于精灵系列较轻的重量，通过改善动力系统增强抗风性能，有可能只是对相对于机身减重的平衡，预计实际抗风性能与前代产品持平。更高的电机让桨叶不再容易出现在画面中。机载相机的画质也得到了升级，1080p下120fps的录制在意料之中，防抖性能的增强也是理所应当，自带的HDR合成功能可谓锦上添花。相比起其他升级，相机的升级幅度反而显得不那么大。这也是精灵系列难以避免的瓶颈，画质更好的相机往往需要比现在更大面积的感光元件，以及相应的更大规模的图像处理系统，而由于多旋翼结构的原因，精灵很难增加自己的载重，直接导致相机无法采用更大面积的感光元件，画质难以产生飞跃，只能依靠处理系统的更新慢慢改善。手机摄影发展了这么多年，在易用性上有着突破，然而始终无法完全替代微单和单反，也是同样的道理，大疆这一次没有选择相机方面进行着重升级，也是比较明智的选择。现在看来，消费级无人机与专业级无人机最明显的差别，应该就是相机画质了。作为专业团队的飞手，我表示压力很大，在无人机越来越智能的今天，我们掌握的飞行经验与技术，是否正在变得不重要呢？回想起今年的CES大展，相对于其他无人机厂商，大疆显得有些沉寂。可无论是载人电动无人机，还是有Intel加持的自动避障，不是爆出设计问题，就是被人发现避障环境过于理想化。在其他无人机厂商还在炒概念的时候，大疆默默地憋出了一个大招，再次革新了无人机技术，将竞争对手们远远甩在身后。于是，我们要为大疆说一遍这段经典台词：“不不不，我不是针对你。”“我是说在座的各位，都是......”最后再扯两句，精灵4已经能够在官网进行预订了，当我们看到官网上面的宣传页面时......画面里这张南浦大桥引桥，有点眼熟诶。这不就是我们UP!拍的图嘛~！于是我们就这么默默地被大疆临幸了一把......以上
下午刚拿到机器，和 &a data-hash=&8d6c73f77736df9fed013b7caa989edd& href=&///people/8d6c73f77736df9fed013b7caa989edd& class=&member_mention& data-tip=&p$b$8d6c73f77736df9fed013b7caa989edd&&@李承阳&/a& 出去赛艇了一圈。&br&新特性的细节李老师会详细评测，就不再赘述了。整体上和官方的宣传一致，在合理的情境下可以很好的完成tracking和避障。屏幕上tracking的帧率大概在十帧左右的样子，对遮挡、丢失的情况也有很好的处理。我主要想谈谈感受。&br&&br&总结起来就是感受到了一张张paper变成拿在手中，飞在天上的产品的兴奋。初入搞飞机这一行近一年，从开始的单纯被“能飞的大玩具、不限高度的摇臂”这点吸引，到后来打开四轴的控制、感知等黑盒，深入这个数学、物理、计算机科学等科学与控制论、机械设计、嵌入式系统等工程的结晶，感慨得是多少人的智慧才让这么个小东西稳稳地飞在天上。&br&&br&这中间经历了千万个researcher和工程师的努力，从paper作者原始的idea，到paper中学术界的demo，再到大疆研发部门选择、改进、综合tracking算法，再到嵌入式工程师将其实现到嵌入式的Onboard Computer上，不断完善使其达到产品级的水准，直到最终我们拿在手中，手指在屏幕上简单指点滑动，就可以完成必须经过长时间训练的飞手才能完成的镜头。这就是科技改变生活的魅力，是让工程学科的科研make sense的最好体现。&br&&br&如 &a data-hash=&4dbfa9e053c& href=&///people/4dbfa9e053c& class=&member_mention& data-tip=&p$b$4dbfa9e053c&&@徐浩浩&/a& 所说，这是工业界第一个实现了Visual SLAM(part of?)与robust的tracking算法的产品。可以预见在接下来的十年类似的智能机器人产品还会不断出现，一篇篇Robotics的paper会变成现实。到那时回首，Phantom 4在消费级机器人的地位差不多会和iPhone 4在手机的地位差不多吧，四轴飞行器不带tracking, 不带避障就和现在出个不是Retina屏的手机一样。&br&&br&Robotics真是个令人赛艇的领域，是上至理论下至产品都有机会做好的工作的领域，是让人们创造的智能（AI）与现实世界interact的接口，是综合人类智慧并切实改变生活的最前沿。希望不久的将来我会成为part of it, 做出我的贡献。&br&&br&最后上个定妆照：&br&&img src=&/75adf87b3fd0b5d73751_b.jpg& data-rawwidth=&7032& data-rawheight=&4171& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&7032& data-original=&/75adf87b3fd0b5d73751_r.jpg&&
下午刚拿到机器，和
出去赛艇了一圈。新特性的细节李老师会详细评测，就不再赘述了。整体上和官方的宣传一致，在合理的情境下可以很好的完成tracking和避障。屏幕上tracking的帧率大概在十帧左右的样子，对遮挡、丢失的情况也有很好的处理。我主要…
作为恰好旁观了 Phantom 4研发的全过程的人，还是可以答答这个问题的。有技术介绍，有体验。厌烦技术的可以直接翻到后面。&br&&br&P4是一个跨时代的东西，为了让外行们和键盘侠们了解一下，我们无妨溯源追宗，从头说说什么是一架『智能』的无人机&br&&br&&br&&b&一：什么是无人机/Unmanned Aero Vehicle/Drone/Micro Aero Vehicle/Drone？&/b&&br&&br&这里我们无妨引用维基百科对此的定义&br&&br&&br&&blockquote&An unmanned aerial vehicle (UAV), commonly known as a drone, as an unmanned aircraft system (UAS), and also referred by several other names, is an aircraft without a human pilot aboard. The flight of UAVs may be controlled with various kinds of autonomy : either by a given degree of remote control from an operator, located on the ground or in another vehicle, or fully autonomously, by onboard computers.&/blockquote&&br&&br&维基百科对此的定义是，一个有一定自主性的无人驾驶的航空器。知乎上很常见的一种键盘侠的观点是，DJI Phantom不算无人机，那是航模，从学术上讲，这种看法是错误的，是否无人机就非得是 Raptor 之类的杀人武器呢？首先，无人机和大小无关，看的是其是否有一定意义上的自主飞行的功能，想真正得出 Phantom 是否是无人机结论的我建议体验一下在十米每秒的大风天开个姿态档试试。至于诟病已经的 Phantom 不提供地面站所以不是无人机云云，其实你们要的所有功能，包括一百多种组合功能的地面站，都在 DJI Mobile SDK 里面。只不过对于小白用户，开这么多会引起危险的。&br&其次，谁说多轴不能杀人，比如我曾经在网上看到的一张照片，出处不详，&br&&img src=&/add292decceeb5a48e4a_b.jpg& data-rawwidth=&720& data-rawheight=&540& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&720& data-original=&/add292decceeb5a48e4a_r.jpg&&&img src=&/e0cc863eb1f59fda58c306c8910bbe77_b.jpg& data-rawwidth=&800& data-rawheight=&532& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&800& data-original=&/e0cc863eb1f59fda58c306c8910bbe77_r.jpg&&&br&这个改装的载机使用的是DJI S900无人机，飞行控制系统使用的是 A2 飞控，我先声明，图片来自网络，和我司没有半毛钱关系，但是这个改装一定是货真价实的，虽然飞行图弹壳是 PS 的，但是一个武装无人机该有的东西他都有了。，根据我的估计，挂载步枪疑似北方工业仿造的 M4卡宾枪。虽然这玩意飞上天开枪一定抖成狗，但是前线火力压制（吓人）还是非常顶用的。&br&&br&还有这个非常令人感到震惊的新闻&br&&img src=&/b7e20cd8d6d632f50e06a5_b.jpg& data-rawwidth=&612& data-rawheight=&439& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&612& data-original=&/b7e20cd8d6d632f50e06a5_r.jpg&&&img src=&/84d26a3cff042bb2d08fe1b_b.jpg& data-rawwidth=&562& data-rawheight=&750& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&562& data-original=&/84d26a3cff042bb2d08fe1b_r.jpg&&&br&虽然我也干过给 Phantom 4挂炮的事情，我一点是世界上第一个用 Phantom 4来发射『炮弹』的人，用的烟花弹还发生了炸膛，P4丝毫不损，只是沾了一点烟灰，这说明P4还是很结实的。但是像图中这么明目张胆的（而且图中飞机疑似用的是我司 的飞行控制器和动力系统），还拿来打人的第一次见，放这些图只是告诉大家，别太小看 phantom 的潜力。&br&&br&&img src=&/a672f691c7a924ef5ff4834d_b.png& data-rawwidth=&2556& data-rawheight=&1412& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&2556& data-original=&/a672f691c7a924ef5ff4834d_r.png&&&img src=&/8eadfafa40ee4_b.png& data-rawwidth=&2544& data-rawheight=&1396& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&2544& data-original=&/8eadfafa40ee4_r.png&&（这是 P4+烟花弹第一人称实拍。。。。。请大家安全飞行，不要作死）&br&&br&这里我就不展开讨论什么是航空器了，我们可以举一个看起来不像是无人机而确实是无人机的例子，首先是如图这个玩意，这是最早的无人机之一了，虽然一开始大家都说他是飞行炸弹，但是一个可以自动飞行，有导航装置的长着翅膀的玩意，说不是无人机你信吗？&img src=&/cbc71f1db4ecdce3014ddcf_b.jpg& data-rawwidth=&450& data-rawheight=&283& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&450& data-original=&/cbc71f1db4ecdce3014ddcf_r.jpg&&&br&好了扯这么多，只是先说明，无人机是一个非常大的概念，从拇指大小的昆虫飞行器&br&&img src=&/80ab87da0f86_b.jpg& data-rawwidth=&325& data-rawheight=&270& class=&content_image& width=&325&&&br&到天上飞的无人飞艇，彩虹系列（配图是捕食者）&br&&img src=&/ab7e2ab4f3_b.jpg& data-rawwidth=&640& data-rawheight=&341& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&640& data-original=&/ab7e2ab4f3_r.jpg&&&br&甚至巡航导弹，Phantom 都可以算作无人机的一员&br&所以在讨论无人机的时候，我们应该剥离主要矛盾，讨论一个航空器为什么是无人机的部分，而不是他为什么是航空器的部分，即，我们讨论无人机的技术时不应该关心全球鹰装备了多么好的发动机，捕食者用了多么好的复合材料，而去重点关注全球鹰的自主飞行和通信链路，捕食者对于目标物锁定的过程，phantom 4 为什么可以追着人跑，去讲讲这些里面的东西。&br&&br&比较于传统航空器，现代无人机既然强调智能化，就更像是一个机器人而不是普通的飞机，无论是自主降落，追踪目标，甚至在无人机的灾区搜索，都离不开机器人技术的身影。我在此以机器人技术常用的 sense-planning-control三个步骤来谈谈无人机的关键技术。另外还会提及一些通信的问题。&br&&br&&b&Sense&/b&&br&&br&对于较早期的无人机而言，其实更加关注的是 Sense 步骤，因为在嵌入式大潮随着 iPhone 兴起之前的时代，无人机上的计算能力也好，传感器也罢，都十分弱鸡。&br&而在 sense 里面，最基本的一件事情就是，告诉无人机，我在哪，我该去哪（但其实不用让他知道自己是谁，我们不是在造 skynet）。&br&&br&&b&Location&/b&&br&&br&无人机的第一件大事就是 location，确定自己在哪，确定自己的姿态，比较早期的无人机（典型代表，V1导弹）使用机械陀螺仪&br&&br&&img src=&/b01ee8cdbb28f_b.jpg& data-rawwidth=&234& data-rawheight=&215& class=&content_image& width=&234&&&p&就是这种玩意来获得自己的姿态，至于位置，则简单的使用码盘进行积分，比如元首的 V1火箭弹&/p&&blockquote&An odometer driven by a vane anemometer on the nose determined when the target area had been reached, accurately enough for area bombing. Before launch, the counter was set to a value that would reach zero upon arrival at the target in the prevailing wind conditions. As the missile flew, the airflow turned the propeller, and every 30 rotations of the propeller counted down one number on the counter. This counter triggered the arming of the warhead after about 60 km (37 mi).[15] When the count reached zero, two detonating bolts were fired. Two spoilers on the elevator were released, the linkage between the elevator and servo was jammed and a guillotine device cut off the control hoses to the rudder servo, setting the rudder in neutral.&/blockquote&&br&&p&是使用空速管数据进行积分，来确定自己飞了多远，飞到合适地方则一头栽下去。&/p&&br&&p&现代无人机当然不需要用这么原始的手段，联想一下如果一场大逆风，空速管积分，搞不好v1就在法国而不是英国爆炸了。当然在数据融合的时候也不会少了空速管的帮助。现代无人机装备有各种陀螺仪，比如激光陀螺仪，光纤陀螺，或者我们正在使用的MEMS 微机电陀螺仪。而 GPS 系统也为无人机提供了极高的便利，市面上除了 Phantom 4以外的所有的在售的无人机都主要使用 GPS 和惯性导航进行定位，光流仅仅用来测速，很难给出一个精确地位置。GPS 能给无人机提供一个两点五米的定位精度，可是你看市面上的无人机并没有盘旋在两点五米的范围晃来晃去，这是因为现代无人机多使用了卡尔曼滤波，能获得较高的相对定位精度，比如我们曾经做过一个实验室把两架m100的定位数据相减，数据的噪声基本上没有超过十个公分。当然 GPS 还可以通过高级的 RTK-GPS来扩展定位精度，这就是另一个话题了。&br&&/p&&br&&p&这里要拐个弯，其实高逼无人机没有 GPS 也能飞，比如各大军用无人机，还有洲际导弹的导航系统也是，使用的是捷联惯导。即直接对加速度数据进行积分，这并不是因为 Phantom 没有他们先进，而是因为他们的一个陀螺仪基本上可以买一卡车 Phantom，所以积分可以很长时间都保持准确，但是对于 MEMS 来说，位置定位基本上不到一分钟就发散到天边去了 &br&所以动不动就说 Phantom 技术不如 Raptor 你可以先买一架 Raptor 放家里玩。&br&&/p&&br&&p&而 Phantom 3和其他 DJI 的追赶者，没有 GPS 也能悬停其实是在 location 上做了一个妥协，引入了光流算法来控制速度，如果没有光流，GPS，无人机的控制量就是加速度，这是控制一个东西的二阶导数（加速度）还是一阶导数（速度）的区别，显然，对于悬停而言，抑制速度为零效果更好，这会让积分成位置的累计误差尽可能小。而 Phantom 4更上一层，引入了 VO（视觉里程计）进行定位，无 GPS 得观飞控的观测量就直接是位置。所以精度会比 Phantom 3和市面上所有其他拿出来的卖的无人机都好，这里举一个很简单的例子&br&&/p&&p&&img src=&/418e1da62a23d12bb597e_b.jpg& data-rawwidth=&1280& data-rawheight=&960& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1280& data-original=&/418e1da62a23d12bb597e_r.jpg&&这是我过年在家的照片（忽略我没有刮胡子这一事实），我把 Phantom 4 起飞到三十公分高度，冒着生命危险，拽他的一只脚跑一定距离，P4还会自己跑回去，如果是简单地光流算法是不可能在室内完成这一点的。&br&&/p&&br&&p&不论是视觉观测，还是使用 GPS和 IMU 数据进行融合，数据都要通过各种滤波算法进行融合，如果无人机有什么关键技术，这里就是核心之一了，关于卡尔曼滤波，大家可以看看硕哥的文章,一个关于美女和数学的小故事&a href=&/question//answer/& class=&internal&&上古时期的程序员都有哪些当今普通程序员无法想象的神级操作？ - 杨硕的回答&/a& 。&/p&&p&在这里还需要多提几句视觉定位，其实视觉定位早就不是定位那么简单了，一般的说，视觉定位是 SLAM（实时定位与地图构建）的一部分，这应该是当今无人机最核心的技术之一。&/p&&p&&img src=&/4f7ac8907_b.jpg& data-rawwidth=&467& data-rawheight=&285& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&467& data-original=&/4f7ac8907_r.jpg&&此图是各个研究机构用来科普什么是 SLAM 的标志性图之一，是普罗米修斯电影的截图。有兴趣的朋友可以去看看这个电影，Phantom 4里面就跑着跟电影中那几个探测器类似的算法，当然肯定没有电影效果这么好(限制于成本)，甚至目前的算法还不是一个完整的 SLAM。但是想想差不多几年前的电影里面的玩意你现在花不到一万块钱就可以买到，会不会觉得，I have live to see this。&/p&&br&&p&关于 SLAM 我不想展开讨论，一则学业有限，我以后主要也不是做这一块的；二则说起来这文章得长三倍，总之，slam 有几种传感器，或通过深度摄像头进行，或通过视觉直接进行定位和重构，而 VO 是比较典型的一种 slam 的前端。&/p&&br&&p&关于P4的 VO 的牛我估计宣传文章已经铺天盖地的吹过了，这里我不赘述。需要注意的是，对于视觉定位，一个比较关键的因素是 scale 的来源，即『鸽子为什么这么大』『鸽子到底有多大』，光看到目标移动是不够的，要么通过两个眼睛，双目来知道鸽子有多远多大，要么通过其他比如惯性导航模块来获取观察的尺度。&/p&&br&&p&另外一一种比较大名鼎鼎的算法有 MIngyang Li 的 MSCKF，来进行视觉-惯性元件互补滤波，这就相当于是人一边感受自己的推背感，一边看路标，来确定车的位置。&/p&&br&&p&Mingyang Li 目前在 Google 任职，著名的 Google Tango 就有他的参与，关于更多的 SLAM 的信息，请参加 Amber 大神的文章中关于 SLAM的部分&a href=&/question//answer/?from=profile_answer_card& class=&internal&&Magic Leap 和微软的 HoloLens 相比有哪些异同点？ - Botao Amber Hu 的回答&/a&&/p&&br&&p&而P4里面呈现的主动避障功能就是一种非常非常典型的 slam 的弱应用，无人机只需要知道障碍物在哪，就可以进行 Planning，并且绕开障碍物。当然 SLAM 能做的事情远远不止这些，包括灾区救援，包括探洞，包括人机配合甚至集群，所有的关于无人机的梦想都建立在 SLAM 之上，这是无人机能飞（具有定位，姿态确定以后）的时代以后，无人机最核心的技术。也是现代无人机和玩具的区别。&/p&&p&&img src=&/9525dedeb6efb4370462e_b.jpg& data-rawwidth=&730& data-rawheight=&418& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&730& data-original=&/9525dedeb6efb4370462e_r.jpg&&虽然现在的主动避障还不是很成熟，还是有时会撞到树林里（如果是被动避障则很难撞到障碍物），但是这个美妙少女第一次向大众展示自己的面容本身就是一件十分令人激动的事情。&/p&&br&&p&就我了解的而言Phantom 4应该是上市产品中第一个引入 mapping 和 planning 无人机产品，甚至是最早引入mapping 的消费电子产品之一（这里我不确定扫地机器人有没有做 mapping）。&/p&&br&&p&关于 sense 的问题基本上到这里就差不多了，另外还要一些红外摄像头，合成孔径雷达，高清4K 相机等，要么是任务载荷，并不参与无人机的工作内环，要么是换汤不换药，不再赘述。&/p&&p&当然了，定位还有一种作弊的方法，比如 Intel 已经干过的事情，就是 vicon，这部分在我的专栏中有叙述，vicon 一般是拿来进行小型无人机实验的，拿来做产品属于哗众取宠，详见 &br&&a href=&/drone/& class=&internal&&CES 无人机技术评论：Parrot 和Vicon或成最大赢家。其他的都是渣渣。 - 乘骐骥以驰骋 - 知乎专栏&/a&&/p&&br&&p&&b&Planning&/b&&/p&&p&另一个要谈的是 Planning，一般讲无人机技术的时候，很少有人提及 Planning，或者直接把他当做控制的一部分，这是不准确的，实际上 planning 有非常漂亮的东西和结果，比如很多人都看过这样一个视频&/p&&p&&a href=&///?target=http%3A///programs/view/TXj3Kt8B55k/& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&TED讲堂：令人瞠目结舌的四旋翼无人机技术&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&/p&&p&这里面无人机的运动轨迹，就是 Planning，planning 其实也是我比较喜欢的一块，因为小型无人机的控制基本上已经很完善了，需要改善的就是 planning 部分。像上面那个运动轨迹，其实道理很简单，在位形空间中画一条线，然后根据你想要的指标去优化他，比如优化四阶导数积分最小啊之类的,然后你就可以得到一个牛逼哄哄的曲线，飞过去就行。当然 planning 的东西远不止这些，比如现在 VTOL 很火啊，&/p&&p&&img src=&/6fcecd146_b.jpg& data-rawwidth=&1024& data-rawheight=&576& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1024& data-original=&/6fcecd146_r.jpg&&如何让无人机在起飞和平飞之间转换最完美？如何快速停住悬停？ &br&这就是一个典型的 planning 问题，比如有很多的障碍物，如果又快又好又安全的绕过这些障碍物？也是一个非常典型的规划问题。甚至如何让一个滑翔机降落在一根绳子&br&&/p&&img src=&/e29f313edd75c8410c83d_b.png& data-rawwidth=&2300& data-rawheight=&642& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&2300& data-original=&/e29f313edd75c8410c83d_r.png&&&br&&p&（论文 &a href=&///?target=http%3A//groups.csail.mit.edu/robotics-center/public_papers/Moore14a.pdf& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://&/span&&span class=&visible&&groups.csail.mit.edu/ro&/span&&span class=&invisible&&botics-center/public_papers/Moore14a.pdf&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a& ）&/p&&p&Planning 的应用更广泛于人形机器人领域，比如，步伐的控制，这部分请参考 &br&&a href=&///?target=https%3A//courses.edx.org/courses/course-v1%3AMITx%2B6.832x_2%2B3T2015& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&6.832x Course Info&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&/p&&br&&br&P4里面内置了 planning，前面有说过，具体的可以 &a data-hash=&bdd39f588b& href=&///people/bdd39f588b& class=&member_mention& data-editable=&true& data-title=&@给我一个力& data-tip=&p$b$bdd39f588b&&@给我一个力&/a&来谈谈。我就不赘述了。&br&&br&&p&Control &br&这里我想先引用@水无痕在该回答下&a href=&/people/lanyusea& class=&internal&&水无痕&/a&的观点&/p&&blockquote&在我有限的经历里面，大多数从业公司、甚至大学的自动化专业，重点专注的部分都是最后的模块： 控制。我在控制的坑里面跌跌撞撞推公式推的找不到北的时候，某工程师一句话把我清醒过来：机器人可不等同于控制啊。你控的再好但你感知成狗规划成马有个卵用。&/blockquote&&p&这个观点也是我想说的，对于多旋翼无人机来说，控制属于相对于 sense 而言简单地部分（大部分时候 planning 被忽视了）。如果你有良好的观测，控制确实非常简单。&/p&&br&&p&很多圈子边缘的发烧友和小企业，一天纠缠的主要内容是控制。尤其是很多用 STM32搭飞控的孩子，一遍忍受着 STM32完全不靠谱的姿态融合模块，一边耗费大量的时间调控制，甚至很多无人机媒体也大量鼓吹控制的难度。对于直升机或者固定翼飞行器，或者你们一直在说的彩虹三四来说，（我想）也是如此，因为我自己没有具体做过，不过传统固定翼的（姿态）控制相对于多旋翼深圳更简单一些。也就是追随轨迹相对复杂。&/p&&br&&p&现在比较复杂的控制都是在 planning 身上展开的，不过拿来使用的确实不是太多了。&/p&&p&不过确实有一种大家都在用的算法，但是说他是关键技术感觉又有点勉强，因为这种算法实在称不上复杂，那就是神器，PID！&/p&&br&&p&不过其实只是 PID 也没有那么准确，因为现在大部分使用在小型无人机姿态控制上的（比如 Pixhawk中）实际上是一种非线性 PID 算法。而不带 planning 的速度，位置控制算法一般就都是 普通PID 了。 &br&&br&&/p&&p&PID 控制器可以用一行表示&/p&&br&&p&控制量 = 误差*p + 误差率 * i + 误差积分 *&/p&&br&&p&PID 控制器你可以理解为一个有阻尼的弹簧会有一个随着时间积累误差给出的力。当然了，如果用经典控制论拉普拉斯变换根轨迹图尼克尔斯图伯德图那一套，你可以把PID 玩出来各种各样的花，但是作为一个现代控制理论的忠实粉丝，其实我不大经常搞这一套。&/p&&br&&p&PID是一种源远流长算法了，寿命远长于无人机甚至航空器。比如一个非常经典的例子就是瓦特改良蒸汽机中重要的蒸汽机调速器 &/p&&br&&img src=&/ccccd3ddba52df9c612fd5a3ef333b48_b.jpg& data-rawwidth=&400& data-rawheight=&287& class=&content_image& width=&400&&&br&&p&这就是一个非常早期的 PID 控制器，使用机械实现。在两弹一星，钱学森的那个时代，PID 控制器有不少使用模拟电路实现，也确实对于使用功放，电容器的前辈们来说PID 是非常容易实现的一种方法。&/p&&p&小型无人机中常用的一种方法是基于李群SO3的控制方法，所谓SO3，是一种旋转群。对应于 SO3空间内的姿态表示是四元数。如果想做深入了解建议读读相关的 wikipedia我就不多介绍了。&/p&&p&我们使用目标四元数q1和当前姿态q0可以生成一个相对四元数q_relative，对应于从当前姿态到目标姿态该用什么 xyz轴和多大的角度转过去，一种比较浅显的理解是，这是将相对转动对应到了当前自然坐标系下的角速度wx wy wz的值，一种比较深层次的解释是你得到了相对转动到切空间（小 so3）上的映射。&/p&&br&&p&&img src=&/5f82fbf7b721cd1b5715_b.png& data-rawwidth=&1218& data-rawheight=&450& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1218& data-original=&/5f82fbf7b721cd1b5715_r.png&&（网上截得，不是很准确，有时间再补）&/p&&br&&p&然后再将此时的这个映射作为控制量扔给 PID 控制器，或者把角速度再作为单独的一级，或者简单做一个 PID 控制器，就可以完成姿态控制的任务。 &br&当然，在现实实现中会比这个略微复杂一些，比如在 Pixhawk 的代码实现里面是让 yaw 的转动尽可能小。但是本质是类似的。这种方法我自己在多旋翼，固定翼上都试过（虽然是在模拟器里面），而且工作的都不错。&/p&&p&控制完姿态以后，如果是多旋翼、直升机，只需要把姿态和加速度对应（根据如图的假设），就可以完成速度/位置控制器。如果是固定翼，则需要使用 L1 tracking 之类的算法来控制轨迹追踪。&/p&&br&&p&当然其他的控制器其实也是不少的，比如传说中的 Hinf方法，或者据说固定翼上很常用的 L1 adaptive Control（和上面的 L1不一样，是一个中国人和俄罗斯老太太搞出来的）。后面的我也正在学习中。 &br&（此处应用 L1控制的介绍，且待我读完论文）&br&&/p&&br&&p&&b&通信&/b&&/p&&p&通信本来不是我的专长，而且通信目前的技术难度小于政策难度，这里也就不太献丑，大约说一说图传吧。&/p&&p&无人机一个蛮有技术含量的东西是高清图传，这个是很多家都没有搞定的，比如亿航在其VR眼镜中使用了淘宝水平的模拟图传还非要鼓吹其优势。高清图传的主要指标是延迟和清晰度。&/p&&p&一般来说高清数字图传的工作方式是 &br&摄像头数据-&H264压缩-&协议封装-&----无线链路----&协议拆解-&H264解压-&显示 &br&这个过程有一个简单的demo在我的github上面 &a href=&///?target=https%3A///xuhao1/OliviaVideo& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&GitHub - xuhao1/OliviaVideo&i class=&icon-external&&&/i&&/a& 是我自己写的一套基于3G网络的无人机用高清图传。&/p&&p&当然了，为了降低延迟，需要在压缩，解压缩上面大作文章，很需要SoC的功底，这个对于小厂来说难度非常高。目前来说DJI确实在图传方面做的是最好的，Phantom上的高清图传其实即使是淘宝货想达到其性能也都能买半架Phantom了。。。。&/p&&br&&p&&b&云台 &/b&&br&另外不得不提的就是云台。云台本身没有什么难的，但是集成起来真的是一个非常耗时耗力的产物，因为你稍微改一点点东西，都会造成距离的震动放大。而且几个减震球的品控非常麻烦。&/p&&p&&img src=&/f50013bab428f_b.jpg& data-rawwidth=&740& data-rawheight=&494& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&740& data-original=&/f50013bab428f_r.jpg&&当然了，作为一个用户来说，我最早航拍是自己做的四轴绑的三星手机，抖成狗，现在用 phantom 真是感动到哭。&/p&&br&&p&&b&体验&/b&&/p&&p&下面再说说体验，很多是摘自我的内测报告的。&/p&&br&&p&第一次拿到 P4 飞行心情十分激动，侠哥给我们打开了 sport 档，我第一次体验到长相平和的 Phatnom 居然有如此惊人的动力学属性，侠哥即兴还给我们翻了两个小半径跟头，看的我一愣一愣的。在此不得不说，sport 档虽然有一点点危险，但是对于挖掘动力学属性而言，是一个很不错的尝试。非常非常爽，这个可以看官方的宣传视频。不过讲真，sport 档会极大的提高用户做死的概率。。。。。。&br&&/p&&br&&p&其实指点飞行这个功能我一开始是不怎么看好的，当然体验结果告诉我我如果是我来设计需求的话公司早倒闭了，这个功能非常好玩，指哪飞哪，不过就是总有一种怕撞墙的惶恐感。&/p&&br&&p&经过一番软磨硬泡，我才拿到了1024 build 的 P4测试机，带回家过起了提心吊胆躲着人飞的春节。&/p&&p&为了掩人耳目，暂时用了一个 P2的箱子&/p&&img src=&/a013fb7f67c_b.jpg& data-rawwidth=&960& data-rawheight=&1280& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&960& data-original=&/a013fb7f67c_r.jpg&&&br&&br&&p&首先是在曲江池&/p&&p&&img src=&/f9d120c9f4e6d1a61c759a7_b.jpg& data-rawwidth=&1200& data-rawheight=&800& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1200& data-original=&/f9d120c9f4e6d1a61c759a7_r.jpg&&虽然我觉得 Phantom 的威力已经很小，但还是把我的小表妹吓得够呛。（还掩耳盗铃的贴起来了 DJI 三个字）&/p&&p&&img src=&/2b6ebff94d_b.jpg& data-rawwidth=&1200& data-rawheight=&800& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1200& data-original=&/2b6ebff94d_r.jpg&&对我的美女姐姐进行了短暂的教学之后，&img src=&/ee9afe9fbdb6_b.jpg& data-rawwidth=&960& data-rawheight=&1280& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&960& data-original=&/ee9afe9fbdb6_r.jpg&&&/p&&p&我的美女姐姐被我成功的带入了航拍坑&img src=&/b50fbcf25e897947dfdaaf_b.jpg& data-rawwidth=&640& data-rawheight=&853& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&640& data-original=&/b50fbcf25e897947dfdaaf_r.jpg&&&/p&&p&并且表示这么好玩的东西她一堆朋友一定会买（我成功的安利了一会）&/p&&br&&p&在曲江池比较好玩的一件事情是开着 Phantom 的自动追游客的船还有用指点飞行追鸭子玩（大概是多少人十几个月的成功被我拿来最大的乐趣是赶鸭子，这么无聊的我真是没救了），把一众悠悠然生活的鸭子吓得一头钻进水里。&/p&&br&&p&&img src=&/ef269ddb11aff87fbfafaf_b.jpg& data-rawwidth=&800& data-rawheight=&600& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&800& data-original=&/ef269ddb11aff87fbfafaf_r.jpg&&当然 P4的另一个妙用就是自拍非常方便，只需要把自己框住追踪就可以随便打杆摆机位，不用管摄像头对着哪里&/p&&p&&img src=&/ffd8fdc873c97daf12cd9e4c69136a17_b.jpg& data-rawwidth=&800& data-rawheight=&600& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&800& data-original=&/ffd8fdc873c97daf12cd9e4c69136a17_r.jpg&&（原图被我搞丢了，这是过了一遍微信的图，很不清晰）&/p&&br&&p&后来我们就开车去了辽阔的渭河谷底，&/p&&img src=&/d36ec15b326bf27af14f7_b.jpg& data-rawwidth=&3992& data-rawheight=&2242& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3992& data-original=&/d36ec15b326bf27af14f7_r.jpg&&&br&&p&一方面是我在旁边空旷的平原上学习开车，一方面是给我爸进行 Phantom 101教学。&/p&&br&&p&这里不得不说一点，就是 Phantom 的 GPS 悬停模式很难教会人飞旋翼机，（因为除了需要脑海中需要练习一下找到机头以外基本上没有毛线可以做的）&/p&&p&这一段是我在天窗口站着，把我硕大无比12寸的 iPad Pro 支在车顶，让 P4追踪着我们以60码的速度跑，顺便绕过无数的路灯。&/p&&p&&img src=&/f6c6d218f75c4f91d611_b.png& data-rawwidth=&2732& data-rawheight=&2048& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&2732& data-original=&/f6c6d218f75c4f91d611_r.png&&我不断地在打杆环绕&br&&img src=&/be776f1f691addb913509a_b.png& data-rawwidth=&2732& data-rawheight=&2048& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&2732& data-original=&/be776f1f691addb913509a_r.png&&甚至在我们路过一个路桥的时候，&/p&&p&&img src=&/5f7facc600ebfb97f9cde_b.png& data-rawwidth=&2732& data-rawheight=&2048& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&2732& data-original=&/5f7facc600ebfb97f9cde_r.png&&飞机停顿了一会，等车再次出现又追了上去（当然可以改进的更好，让他不停顿，不过这是以后慢慢的算法升级了）。这里我用巨好用的 DJI GO（这是我第一次发现 GO 如此好用）剪了几个视频，在12寸的 iPad Pro上看4K视频效果特别好，回头我传网上再来补个链接。这个东西视频看起来非常有大片电影的感觉。因为我之前比较喜欢带 inspire pro 出门装逼，所以飞 P4的时候对其电池感觉十分的惊讶，一块电池跟我之前两块电池的时间差不多，真是太爽了。。。导致带三块电出门有时候还飞不完。不得不说 P4再加入这么多功能之后居然只重了100g，电池时间还增加了。我司的硬件同事们真是辛苦了。&/p&&p&&img src=&/0c50af4d_b.jpg& data-rawwidth=&600& data-rawheight=&253& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&600& data-original=&/0c50af4d_r.jpg&&第一次看这个板子的结构的时候我也是吓到了。跟 P4的板子比起来 P3的简直是玩具。&/p&&br&&p&值得一提的是，Phantom 真的是快速上手，我父亲是一个老摄影师，于是我爸在春节期间对于飞飞机的兴趣比我大的多，一经学会基本上每次出去都要独立飞掉两三块电池。&/p&&p&很快我们就拍起了全家福&/p&&p&&img src=&/0b548660dea_b.jpg& data-rawwidth=&3992& data-rawheight=&2242& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3992& data-original=&/0b548660dea_r.jpg&&&img src=&/a80aea6bf371a1650be45_b.jpg& data-rawwidth=&3992& data-rawheight=&2242& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3992& data-original=&/a80aea6bf371a1650be45_r.jpg&&基本上我爸爸都是指点飞行戳来戳去，飞到理想位置以后开始手动构图，比如下面这一张就是我爸爸学习了数个起落Phantom 以后的摄影作品，&/p&&p&&img src=&/c8df964a35287ebde66af_b.jpg& data-rawwidth=&3992& data-rawheight=&2242& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3992& data-original=&/c8df964a35287ebde66af_r.jpg&&（我觉得已经拍的比我好了，后期是我调的颜色，他们都觉得我调的不好看，但是我很喜欢）&/p&&br&&p&于是我又莫名其妙的推销给我爸买一架 Phantom。&/p&&br&&p&所以体验来讲，忽略我说了那么多的技术细节，Phantom 是一个非常老少咸宜的东西，是一个非常棒的玩具，对于父亲这样的老摄影师来说，他可以替代沉重的单反，在自驾游的时候多一双眼睛。&/p&&br&&p&这就很棒了。&/p&
作为恰好旁观了 Phantom 4研发的全过程的人，还是可以答答这个问题的。有技术介绍，有体验。厌烦技术的可以直接翻到后面。P4是一个跨时代的东西，为了让外行们和键盘侠们了解一下，我们无妨溯源追宗，从头说说什么是一架『智能』的无人机一：什么是无人机/U…
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