【文章內(nèi)容簡介】 重大的調(diào)整，HDR技術(shù)就是一個很明顯的例子。HDR技術(shù)是ISP技術(shù)的一個主要應(yīng)用，其可以通過采用不同的曝光策略連續(xù)拍攝數(shù)張照片，并通過ISP處理器對幾張照片進(jìn)行合成，保留了暗部和高光的細(xì)節(jié)，大大增強(qiáng)了畫面的層次感，如果這一合成算法是由手機(jī)自身的處理器完成的話，勢必加重處理器負(fù)擔(dān)，而且考慮到圖像處理的特殊性，可能效果并不完美，從而很多廠商設(shè)立了獨(dú)立的ISP處理器，專門對照片進(jìn)行預(yù)處理。還可以ISP技術(shù)還可以對畫面的整體渲染效果做出調(diào)整，不同的廠商有這不同的調(diào)教傾向。自動對焦技術(shù)也是ISP的一個主要功能。目前主要有三種主流的自動對焦方式，分別為：反差對焦、相位對焦、激光對焦。這三種對焦方式，尤其是反差對焦，需要對圖像進(jìn)行全景掃描處理，ISP資源消耗巨大；相位對焦也需要對圖像進(jìn)行實時處理，雖然計算量小，但是速度要求較高，同樣對ISP有能力要求。穩(wěn)定的拍攝平臺的意義216。 在拍攝視頻時，畫面的抖動、傾斜都會嚴(yán)重影響畫面的流暢度和美觀度；216。 在拍攝照片時，尤其是弱光情況下，如果曝光時間較長，機(jī)身的抖動會引起畫面的模糊；若減少曝光時間，則需要提高感光度，噪點(diǎn)增多，影響畫質(zhì)。因此，機(jī)身的穩(wěn)定對于拍攝來說至關(guān)重要。影響機(jī)身穩(wěn)定的主要因素對無人機(jī)機(jī)身穩(wěn)定造成主要影響的來源有哪些？按照當(dāng)前四旋翼無人機(jī)的典型情況，可以將對于機(jī)身位置、姿態(tài)造成擾動的幾個因素歸結(jié)如下：懸停定位不精確造成的水平位置以及高度的飄逸；機(jī)體作動時的機(jī)身傾斜與抖動；電機(jī)震動、突風(fēng)等帶來的干擾。對于不同類型的擾動，無人機(jī)系統(tǒng)上采取了不同的策略進(jìn)行應(yīng)對。對于水平以及高度的飄移，在室外，也即GPS信號良好的情況下，無人機(jī)會主要根據(jù)GPS信號進(jìn)行定位。但是限于民用GPS系統(tǒng)自身的精度有限且更新頻率較低，單純依靠GPS系統(tǒng)進(jìn)行定位較為困難，通常無人機(jī)還會引入慣性模組進(jìn)行組合定位。當(dāng)處于室內(nèi)或者GPS信號接收受限的情況下，無人機(jī)系統(tǒng)還采用對地攝像頭進(jìn)行光流定位。光流定位是一項近年來興起的基于圖像的定位方式，在距離地面較近時，使用效果良好。如果說位置的飄移屬于慢動態(tài)的擾動，那么無人機(jī)機(jī)動時所引起的機(jī)體傾斜、抖動則是高頻擾動因素，對于畫面的影響十分顯著。當(dāng)無人機(jī)需要進(jìn)行位置移動時，四旋翼機(jī)身姿態(tài)必須做出較大調(diào)整，尤其是在機(jī)動剛發(fā)生時，機(jī)身姿態(tài)出現(xiàn)了40度的調(diào)整。對于機(jī)身在水平方向移動時所帶來的機(jī)體傾斜，以及機(jī)體作動時的抖動等干擾因素，對圖像拍攝效果影響較大，必須通過掛載穩(wěn)定云臺抵消影響。對于電機(jī)震動、突風(fēng)擾動等因素，考慮到其屬于較高頻擾動，可采用空心橡膠球彈簧進(jìn)行高頻震動濾除，即可取得較好的效果。對于突風(fēng)等干擾，由于其形式、大小均存在較大的隨機(jī)性，很難保證完全消除影響，只能考慮結(jié)合云臺、光流等多種形式對其影響進(jìn)行抑制。最后，不能忽略的一個技術(shù)是電子穩(wěn)像技術(shù)。電子穩(wěn)像技術(shù)是在不借助機(jī)械設(shè)備的前提下，通過傳感器，感受機(jī)體運(yùn)動，從而在顯示畫面上對圖像進(jìn)行剪裁、拼接的修正，從軟件的角度，一定程度上實現(xiàn)了圖像穩(wěn)定的意圖。在這一方面，運(yùn)動相機(jī)GoPro是最早成功推出產(chǎn)品進(jìn)行技術(shù)應(yīng)用的，其所推出的GoPro Hero系列運(yùn)動相機(jī)，具有較為良好的電子穩(wěn)像人能給力，也憑借這項技術(shù)，在運(yùn)動相機(jī)市場占有了較大份額。但是電子穩(wěn)像技術(shù)通過對抖動后的圖片進(jìn)行處理，天生就不具備先發(fā)優(yōu)勢，是一種被動的后期處理方式。因此，可能會帶來一些比較明顯的問題也即所謂的“黑邊現(xiàn)象”。電子穩(wěn)像技術(shù)雖然補(bǔ)救能力有限，但是作為一種微調(diào)或者修正措施，是經(jīng)常選用的，除了大疆的Mavic以外，目前市售航拍無人機(jī)基本都采用了“機(jī)械云臺+電子穩(wěn)像”兩條腿走路的思路。只有沒搭載云臺的小型自拍無人機(jī)才會只采用電子穩(wěn)像技術(shù)。云臺技術(shù)云臺對于抑制機(jī)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。一般說的機(jī)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(jī)進(jìn)行控制。也即攝像頭在三自由度云臺的框架上通過電機(jī)的控制，可以實現(xiàn)與無人機(jī)三個自由度的解耦（值無人機(jī)的：俯仰、偏航、滾轉(zhuǎn)三個自由度），起到隔離、抵消無人機(jī)運(yùn)動影響的作用。三軸云臺技術(shù)主要包含部分內(nèi)容：運(yùn)動敏感；抵消控制。運(yùn)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(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，通過電機(jī)施加反向的運(yùn)動，抵消運(yùn)動變化。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，只要配備了三軸云臺的無人機(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)鍵的幾個因素是云臺與機(jī)身隔離度的高低；云臺可控的角度范圍；響應(yīng)的快慢；精度的高低。云臺對于航拍的重要性位移補(bǔ)償：即使采取了較好的GPS+光流定位技術(shù)，無人機(jī)在定位懸停拍攝時，還是會出現(xiàn)較大幅度的飄移，當(dāng)發(fā)生位移后，畫面中心會有那么為了進(jìn)一步保證畫面的穩(wěn)定，就必須引入機(jī)械云臺對畫面進(jìn)行穩(wěn)定。通過簡單的幾何計算可以看出，當(dāng)相距被拍攝物體距離較近時，水平飄移對畫面影響較大。但是當(dāng)距離被拍攝物體較遠(yuǎn)時，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(bǔ)償：相比于無人機(jī)位置的移動，無人機(jī)自身姿態(tài)的擾動對畫面影響更為劇烈。當(dāng)相距被拍攝物體距離較近或較遠(yuǎn)時，影響均較大。但是另一方面，從用戶體驗角度來說，云臺技術(shù)還涉及到幾個問題：云臺功耗。由于三軸云臺帶有三個無刷電機(jī)，而且云臺實時在空中實時運(yùn)行，因此其功耗不可小視。云臺校準(zhǔn)。從一些用戶反饋來看，云臺功耗對于整機(jī)續(xù)航已經(jīng)產(chǎn)生了明顯的影響，如何在保證云臺性能不變的情況下優(yōu)化云臺控制電機(jī)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(zhǔn)，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(jìn)行快速有效的校準(zhǔn)也是影響用戶使用的一個重要問題。由于技術(shù)和成本以及便攜性的因素，是否標(biāo)配云臺成了小型無人機(jī)和大型無人機(jī)（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(jī)的價值主要體現(xiàn)在了便攜一方面，而大型無人機(jī)則主打功能的強(qiáng)大完善，Mavic、Karma這樣的中型無人機(jī)功能更加完善，而且便攜性突出，是目前消費(fèi)級無人機(jī)市場上比較看好的發(fā)展方向。超遠(yuǎn)程操控?zé)o人機(jī)技術(shù)你可以坐在電腦前，然后只需輕點(diǎn)一下鼠標(biāo)，便能夠讓無人機(jī)出動到達(dá)另一個領(lǐng)空甚至是國度。原理其實很簡單，整套系統(tǒng)需要有兩個4G接入點(diǎn)，一個接入點(diǎn)在無人機(jī)上，另一個在控制器上。PC通過無線網(wǎng)絡(luò)連接向無人機(jī)發(fā)出指令，控制無人機(jī)的飛行路線，同時無人機(jī)會將內(nèi)置的攝像頭拍攝的高清視頻發(fā)送給用戶，用戶在監(jiān)控周圍環(huán)境的同時，可調(diào)整無人機(jī)的飛行路線。六、 大疆專利技術(shù)大疆在無人機(jī)設(shè)計、制造領(lǐng)域已經(jīng)積累了足夠深厚的功底，不論是在小型化云臺的機(jī)械設(shè)計、折疊機(jī)臂的設(shè)計布局、基于深度學(xué)習(xí)的圖像識別、跟蹤、雙目立體視覺的圖像傳感技術(shù)、超遠(yuǎn)距離通信等方面，全方面的對競爭對手造成壓力。216。 2008 年，大疆無人機(jī)控制技術(shù)獲得突破，保證小型無人直升機(jī)在高機(jī)動情況下可靠的飛行，實現(xiàn)準(zhǔn)確的偵測和監(jiān)察任務(wù)；216。 2009 年，大疆設(shè)計出無人直升機(jī)自動控制電路，可以實時進(jìn)行相應(yīng)控制運(yùn)算，無人飛穩(wěn)得以實現(xiàn)。216。 2009 年底，大疆創(chuàng)新采用了大慣性的機(jī)械穩(wěn)定陀螺制造三自由度慣性穩(wěn)定航拍云臺，完美消除因為飛行器因為震動和機(jī)身傾斜造成的畫面模糊問題，所拍即所見。216。 2011 年底，云臺技術(shù)再次獲得提升，云臺嵌入電機(jī)組件，電機(jī)能夠快速啟動、停止或及時調(diào)整轉(zhuǎn)速大小以適應(yīng)運(yùn)載體的各種姿態(tài)，從而進(jìn)一步提高拍攝設(shè)備的穩(wěn)定性。2016年9月27日，大疆在紐約發(fā)布新款小型無人機(jī)Mavic，標(biāo)志著大疆正式進(jìn)入小型便攜無人機(jī)這個白熱化市場。743g的重量，27分鐘的續(xù)航，配備三軸云臺，新加入的FPV（第一視角）功能，以及749美元的售價實在是大大超出預(yù)期。Mavic的出現(xiàn)對一星期前剛發(fā)布的同級別產(chǎn)品GoPro Karma造成了巨大的壓力。根據(jù)Mavic設(shè)計師的敘述：除了業(yè)界質(zhì)量和性能最高的電池以外，Mavic的續(xù)航主要來自于超大尺寸的螺旋槳，這一設(shè)計配合著專業(yè)的電機(jī)和螺旋槳團(tuán)隊，大大提高了Mavic的能源效率。， 9450槳葉相差不大，展開后軸距與Phantom系列同為350mm。故此它才能擁有與Phantom系列相若的穩(wěn)定性、電機(jī)效率和抗風(fēng)力。大疆在Mavic上就已經(jīng)標(biāo)配了小巧的三軸機(jī)械云臺，三個維度上都配備了無刷電機(jī)，對相機(jī)的角度進(jìn)行高精度控制，根據(jù)飛行姿態(tài)實時調(diào)整方向消除相機(jī)的晃動和抖動，時刻保證拍攝畫面的穩(wěn)定。大疆摒棄了電子穩(wěn)像（EIS）技術(shù)。電子穩(wěn)像技術(shù)是通過成像后進(jìn)行圖像的剪裁、拼接對圖像的抖動進(jìn)行補(bǔ)救，但是這一后期處理技術(shù)會對圖像的畫質(zhì)造成損失。配合著云臺相機(jī)極致的穩(wěn)定性，Mavic帶來了一種全新的使用模式：“三腳架模式”。在這種模式下，Mavic最大移動速度1m/s，使用者可以把Mavic作為一款空中三腳架，使其穩(wěn)定懸停在空中，并且可以精細(xì)的調(diào)節(jié)其位置、角度。這也使得Mavic1200w像素的攝像頭除了提供4K@30FPS、1080P@96FPS的高速攝像能力外，還能夠?qū)崿F(xiàn)長達(dá)8秒的長時間曝光，可見大疆對Mavic的穩(wěn)定性十分有信心。大疆的Mavic首次具備了FPV（第一視角）功能（搭配VR眼鏡）。未來大疆很有可能單獨(dú)推出其FPV系統(tǒng)，配合著OcuSync技術(shù)7km的1080P低延時圖傳和27分鐘的續(xù)航，大疆希望打造的是一種面向消費(fèi)級的沉浸式飛行體驗，主要意在于增強(qiáng)娛樂性。另一方面，DJI Goggle的出現(xiàn)，也意味著，大疆開始在VR產(chǎn)業(yè)展開布局，但是未來具體的應(yīng)用領(lǐng)域和方向還很難預(yù)測。大疆在多項技術(shù)上遙遙領(lǐng)先于對手，包括懸停定位技術(shù)、避障技術(shù)、視覺跟隨、圖傳技術(shù)等幾方面。懸停定位方面：Mavic采用了雙目立體視覺的精準(zhǔn)懸停技術(shù)，很好的解決光流定位的局限性，甚至是實現(xiàn)戶外高空飛行時無GPS信號的精準(zhǔn)懸停。首先，雙目立體視覺能夠獲取前方15米處物體的三維深度信息，其有效懸停高度是光流的23倍，其次，獲得了三維深度信息后，便能夠精準(zhǔn)計算出飛行器當(dāng)前的速度信息，基于此Mavic實現(xiàn)了無GPS環(huán)境下的高度13米范圍內(nèi)精準(zhǔn)懸停。另外，前視的雙目立體視覺系統(tǒng)也能通過觀測飛行前方的環(huán)境，從而計算出飛行器當(dāng)前的位置和速度信息，實現(xiàn)高空環(huán)境下的精準(zhǔn)懸停。得益于精準(zhǔn)懸停技術(shù)，Mavic還能在起飛時采集地面圖像，在自動返航時，Mavic能精準(zhǔn)地返回起飛地點(diǎn)。雙目立體視覺應(yīng)用：Mavic配備了基于雙目立體視覺技術(shù)的FlightAutonomy系統(tǒng)，對飛行環(huán)境進(jìn)行實時3D檢測，并準(zhǔn)確判斷障礙物與飛行器間的方位，而且光波比聲波的速度更快。FlightAutonomy系統(tǒng)由前視、下視各一對視覺攝像頭、主相機(jī)、GPS/GLONASS雙模衛(wèi)星定位系統(tǒng)、超聲波模組、傳感器冗余和24顆高性能處理器內(nèi)核等7個部件所組成。Mavic的前方左、右端各配備一個視覺攝像頭，通過美合金支架固定保證鏡頭光軸不變。雙攝像頭組成的雙目立體視覺系統(tǒng)能夠在飛行中實時獲取深度信息并生成三維深度圖，由于是接收可見光的形式，因此只要光線不暗的情況下都能分辨前方15米范圍內(nèi)的障礙物位置。因此在戶外飛行甚至是室內(nèi)場景都能利用雙目立體視覺系統(tǒng)實現(xiàn)障礙物檢測作出剎車懸停和繞飛動作，大大提升飛行安全和可靠性。智能跟隨系統(tǒng)：結(jié)合機(jī)器視覺與飛行控制技術(shù)的智能跟隨功能，讓Mavic不需要手環(huán)或其它輔助定位，點(diǎn)擊屏幕就能完成高難度跟拍。更具備深度學(xué)習(xí)能力，自動識別人、自行車、汽車、船甚至你的寵物。鎖定跟隨對象后就能根據(jù)跟隨模式進(jìn)行效果多樣的跟拍，標(biāo)準(zhǔn)、平行和鎖定模式帶給專業(yè)影片般的流暢效果。 與此同時，你還能改變拍攝對象在畫面中的位置，靈活構(gòu)圖?；跈C(jī)器視覺技術(shù)，Mavic提供了3種跟隨模式：標(biāo)準(zhǔn)模式，從拍攝對象前方或后方進(jìn)行跟隨飛行；平行模式，跟隨拍攝對象平行飛行，從側(cè)面進(jìn)行拍攝；鎖定模式，相機(jī)跟隨拍攝對象，同時你可以對飛行器進(jìn)行自由控制。全新圖傳系統(tǒng)Ocusync：作為Light Bridge高清圖傳系列的重要一員，OcuSync在多種速率下都遠(yuǎn)超WiFi和一般圖傳的鏈路性能。當(dāng)前無人機(jī)的WiFi圖像傳輸技術(shù)通常用于無線局域網(wǎng)（WLAN）環(huán)境，由于WiFi應(yīng)用成熟，理論傳輸速度高、成本低等優(yōu)勢，許多無人機(jī)廠商會使用WiFi圖傳，宣稱達(dá)到720P高清畫質(zhì)且傳輸范圍1公里的無線圖傳功能。為了進(jìn)一步提升WiFi性能，可以使用強(qiáng)指向性的發(fā)射天線，使得某些方向上的輻射強(qiáng)度大幅提高來彌補(bǔ)WiFi鏈路性能偏弱的問題，圖傳號稱也可以傳數(shù)公里，但需要在天線方向范圍內(nèi)飛行，有效性很低。而且WiFi信號在市區(qū)環(huán)境下容易受到無線網(wǎng)絡(luò)的干擾，傳輸畫面出現(xiàn)卡頓、甚至無法恢復(fù)導(dǎo)致無法正常飛行，飛行器只能懸?；蛘叻岛斤w行，帶來了一定的危險性。OcuSync利用了高效的數(shù)字壓縮技術(shù)和信道傳輸技術(shù)，在各種不利的無線傳輸場景下獲得穩(wěn)定的高清視頻流傳輸，相比傳統(tǒng)模擬圖傳，OcuSync支持720p和1080p圖傳，圖像清晰度大約提升4到10倍，而且不會出現(xiàn)模擬圖傳經(jīng)常出現(xiàn)的偏色、雪花點(diǎn)、花屏、閃爍現(xiàn)象，為用戶提供更加清晰的飛行視野。在相同發(fā)射功率下，OcuSync圖傳距離是模擬圖傳的數(shù)倍，OcuSync支持7km以上的圖傳遙控距離，巨大的鏈路余量也明顯的增強(qiáng)了對抗干擾和遮擋的能力。252。八、其他廠家專利技術(shù)億航：飛行遙控APP 化，配套VR 眼鏡體驗第一視角飛行飛行操作APP 化，顛覆用戶體驗：億航通過自行研發(fā)的飛控系統(tǒng)，并創(chuàng)新的結(jié)合軟硬件，改變了市場上普遍的遙控器操作方式，實現(xiàn)通過手機(jī)APP 即可實現(xiàn)精準(zhǔn)飛行。無人機(jī)+VR=劃時代的產(chǎn)品：2015 年11 月，公司發(fā)布GHOST 無人機(jī)，并國內(nèi)首創(chuàng)性的將其與VR 結(jié)合，無人機(jī)將不再是簡單的搭載攝像頭的機(jī)