【正文】 人力負(fù)擔(dān)。 n 語音和語義識(shí)別算法 傳統(tǒng)無人機(jī)依靠各類遙控器控制飛行器飛行；無人機(jī)智能化后，語音操作將成為無人機(jī)的一種新的控制方式。目前據(jù)報(bào)道在2016年CES上，無人機(jī)制造商Flypro發(fā)布了XEagle聲控?zé)o人機(jī)，可以通過操作者的聲音進(jìn)行飛行控制。語音識(shí)別的作用是將聲音轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)能夠理解文本信息，而語義識(shí)別將文本再轉(zhuǎn)化為無人機(jī)需要執(zhí)行的指令，完成任務(wù)。 目前主流的提高語音識(shí)別準(zhǔn)確度的技術(shù)是深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。 與圖像分割算法不同的是，以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的圖像識(shí)別/人臉識(shí)別/語音識(shí)別算法計(jì)算量根據(jù)使用場景差異較大。某些應(yīng)用下無人機(jī)載神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)完全可以在出廠前就訓(xùn)練好并固化，在應(yīng)用時(shí)僅使用有限的計(jì)算資源。無人機(jī)OS（操作系統(tǒng)）軟件技術(shù)智能無人機(jī)軟件技術(shù)還包括：飛行控制、導(dǎo)航與路徑規(guī)劃、以及支撐所有智能軟件的OS（操作系統(tǒng)）。對(duì)于智能無人機(jī)開發(fā)廠商而言，獨(dú)立開發(fā)如此繁雜、涉及領(lǐng)域各異的軟件實(shí)屬“重新發(fā)明輪子”類工作，在開源軟件項(xiàng)目上根據(jù)需求定制加工能夠加速產(chǎn)品迭代，減少開發(fā)成本。該項(xiàng)目最初整合了諸多在Linux環(huán)境下編寫的零散的開源無人機(jī)程序。 除了無人機(jī)愛好者的支持，該項(xiàng)目還得到了無人機(jī)整機(jī)制造商以及上下游芯片和軟件企業(yè)的支持。DroneCode提供的功能包括： 252。 操作系統(tǒng)：API、通信協(xié)議； 252。 固件代碼：無線電固件、光流傳感器固件、電子速度計(jì)、天線跟蹤； 傳統(tǒng)無人機(jī)并不需要復(fù)雜的OS操作系統(tǒng)。OS是在智能硬件上運(yùn)行復(fù)雜軟件、工智能的必要條件之一。懸停定位技術(shù)所采用的技術(shù)手段主要有幾種：1）GPS/IMU組合定位2）超聲波輔助定高3）基于圖像的光流定位技術(shù)1） GPS/IMU定位技術(shù)GPS/IMU定位的原理是較為傳統(tǒng)和成熟的定位方法。然而，GPS信號(hào)更新較慢，而且GPS信號(hào)容易收到干擾，影響實(shí)際控制效果。2） 超聲波輔助定高技術(shù)超聲波測距傳感器是一種較為成熟的測距傳感器，能夠根據(jù)超聲波發(fā)出與返回的時(shí)間差，測得超聲波傳感器前的障礙物的距離，當(dāng)無人機(jī)布置有下視超聲波傳感器時(shí)，可測得較為精確的距地面距離，從而輔助實(shí)現(xiàn)定高控制，但是超聲波輔助定高對(duì)于水平位置的飄移控制起不到作用。隨著圖像處理算法的演進(jìn)和圖像處理硬件平臺(tái)的發(fā)展，使得這種算法的精度和實(shí)時(shí)性得到保證，從而得以在無人機(jī)系統(tǒng)上得到應(yīng)用。光流定位是利用圖像序列中像素在時(shí)間域上的變化以及相鄰幀之間的相關(guān)性來找到上一幀跟當(dāng)前幀之間存在的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而計(jì)算出相鄰幀之間物體的運(yùn)動(dòng)信息的一種方法。在無人機(jī)應(yīng)用中，無人機(jī)機(jī)身加裝對(duì)地的光流攝像頭，根據(jù)所觀測到的地面圖像來進(jìn)行定位的，其原理可通過下圖進(jìn)行理解：無人機(jī)在相對(duì)地面移動(dòng)時(shí)，其對(duì)地觀測鏡頭所拍攝到的畫面會(huì)相對(duì)向反方向“移動(dòng)”，根據(jù)無人機(jī)距離地面的高度（這也是光流傳感器都與對(duì)地超聲波傳感器成對(duì)出現(xiàn)的原因）以及對(duì)地觀測圖像中像素移動(dòng)的量，即可推算出無人機(jī)相對(duì)地面移動(dòng)的距離。目前所采用的光流技術(shù)，基本上可以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定懸停，但是隨著時(shí)間的累積，仍然會(huì)有十幾厘米到幾十厘米范圍的飄移。目前市面上的無人機(jī)產(chǎn)品，根據(jù)所采用的技術(shù)手段可以分為四代，第一代采用單GPS懸停；第二代采用雙衛(wèi)星定位系統(tǒng)，GPS/GLONASS定位；第三代引入了光流定位技術(shù)；第四代采用了雙目光流定位。2. 跟蹤拍攝技術(shù)對(duì)于航拍無人機(jī)來說，一個(gè)新的趨勢是采用跟蹤拍攝模式，即對(duì)無人機(jī)設(shè)置一個(gè)興趣點(diǎn)，無人機(jī)則自動(dòng)對(duì)興趣點(diǎn)進(jìn)行跟蹤拍攝，這是無人機(jī)智能化的發(fā)展趨勢。1） GPS跟蹤GPS跟蹤技術(shù)較為簡單，即被跟蹤者需手持遙控器，并獲得自己當(dāng)前位置的衛(wèi)星定位信息，之后將此信息發(fā)送給無人機(jī)，無人機(jī)以接收到的目標(biāo)位置作為目標(biāo)，并進(jìn)行導(dǎo)航。2） 圖像跟蹤（包括臉部識(shí)別跟蹤）圖像跟蹤技術(shù)是無人機(jī)根據(jù)所設(shè)置的興趣點(diǎn)的圖像特征，完全根據(jù)圖像信息完成目標(biāo)的跟蹤，這涉及到了對(duì)目標(biāo)對(duì)象的圖像識(shí)別、圖像跟蹤，尤其是在目標(biāo)運(yùn)動(dòng)場景中，圖像背景變化較、目標(biāo)形態(tài)變化較大的情況下，對(duì)目標(biāo)準(zhǔn)確的跟蹤需要運(yùn)用到深度學(xué)習(xí)技術(shù)，是當(dāng)前人工智能的一個(gè)熱點(diǎn)研究方向。隨著無人機(jī)的自主飛行、跟蹤飛行的大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用，無人機(jī)在自主航拍、跟拍的過程中對(duì)自主避障的功能要求變得更加迫切。1） 超聲波測距避障這種技術(shù)類似于傳統(tǒng)的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)，根據(jù)超聲波探測，獲知障礙物距離信息，然后采用相應(yīng)策略避開障礙物，其特點(diǎn)是探測距離近，探測范圍小，但是方法非常成熟，實(shí)現(xiàn)容易。大疆的精靈4以及之前發(fā)布的Guidance系統(tǒng)在避障技術(shù)中采用的是基于雙目視覺的避障方法，在機(jī)身前向裝有兩枚攝像頭，專門負(fù)責(zé)雙目圖像采集，另外配合了超聲波探測，應(yīng)對(duì)環(huán)境光較弱的場景。3） 基于激光雷達(dá)的避障技術(shù)這種技術(shù)依靠的是無人汽車上應(yīng)用較多的激光雷達(dá)技術(shù)對(duì)無人機(jī)周邊的環(huán)境進(jìn)行掃描，并進(jìn)行地圖建模。全方位掃描。它采用了“主動(dòng)立體成像原理”，模仿了人眼的“視差原理”，通過打出一束紅外光，以左紅外傳感器和右紅外傳感器追蹤這束光的位置，然后用三角定位原理來計(jì)算出3D 圖像中的“深度”信息。據(jù)Intel方面對(duì)外透露的數(shù)據(jù)，Realsense的有效測距可達(dá)10米。通常的圖傳方案都是基于WiFi協(xié)議的傳輸方案，而大疆的Lightbridge采用的是軟件定義無線電技術(shù)（SDR），擺脫了WiFi傳輸在傳輸距離和傳輸帶寬上的矛盾。無人機(jī)的較高的飛行速度對(duì)續(xù)航、飛控等方面都提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，所以飛行速度對(duì)于無人機(jī)設(shè)計(jì)制造水平也是一個(gè)較高的考驗(yàn)。 影像拍攝技術(shù)，也即成像以及圖像處理技術(shù)；比如像素?cái)?shù)、光圈大小等，但是攝像頭模組上影響成像質(zhì)量的參數(shù)還有許多：單個(gè)像素尺寸、傳感器技術(shù)、鏡片組技術(shù)、ISP技術(shù)等。 無人機(jī)平臺(tái)技術(shù)，主要指為航拍提供穩(wěn)定的航拍環(huán)境的機(jī)身控制技術(shù)。無人機(jī)機(jī)載平臺(tái)穩(wěn)定技術(shù)：是指除了飛行導(dǎo)航、控制等無人機(jī)自身飛行技術(shù)以外，為無人機(jī)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定航拍平臺(tái)保障的相關(guān)技術(shù)?！?K視頻錄制”概念，指的就是分辨率達(dá)到40962160的影像拍攝能力，其實(shí)4K更新趨勢主要來自于播放設(shè)備以及膠片拍攝設(shè)備，因?yàn)橹暗牟シ旁O(shè)備高清標(biāo)準(zhǔn)為19201080分辨率，現(xiàn)在的4K像素水平是之前的4倍，面臨著許多方面的挑戰(zhàn)，同樣，膠片拍攝將從原先耳朵35mm膠片升級(jí)到70mm，面臨的是全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的升級(jí)。ISP技術(shù)：ISP（Image Signal Processing）也即圖像處理技術(shù)，鏡片、傳感器構(gòu)成了圖像的接收裝置，而ISP則構(gòu)成了圖像的采集和預(yù)處理，面對(duì)目前越來越高的全尺寸高幀頻的數(shù)據(jù)吞吐能力要求，ISP技術(shù)也在不斷提高。HDR技術(shù)是ISP技術(shù)的一個(gè)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(duì)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(duì)照片進(jìn)行預(yù)處理。自動(dòng)對(duì)焦技術(shù)也是ISP的一個(gè)主要功能。這三種對(duì)焦方式，尤其是反差對(duì)焦，需要對(duì)圖像進(jìn)行全景掃描處理，ISP資源消耗巨大；相位對(duì)焦也需要對(duì)圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，雖然計(jì)算量小，但是速度要求較高，同樣對(duì)ISP有能力要求。 在拍攝視頻時(shí)，畫面的抖動(dòng)、傾斜都會(huì)嚴(yán)重影響畫面的流暢度和美觀度；216。因此，機(jī)身的穩(wěn)定對(duì)于拍攝來說至關(guān)重要。對(duì)于不同類型的擾動(dòng)，無人機(jī)系統(tǒng)上采取了不同的策略進(jìn)行應(yīng)對(duì)。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(huì)引入慣性模組進(jìn)行組合定位。光流定位是一項(xiàng)近年來興起的基于圖像的定位方式，在距離地面較近時(shí)，使用效果良好。當(dāng)無人機(jī)需要進(jìn)行位置移動(dòng)時(shí)，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(dòng)剛發(fā)生時(shí)，機(jī)身姿態(tài)出現(xiàn)了40度的調(diào)整。對(duì)于電機(jī)震動(dòng)、突風(fēng)擾動(dòng)等因素，考慮到其屬于較高頻擾動(dòng)，可采用空心橡膠球彈簧進(jìn)行高頻震動(dòng)濾除，即可取得較好的效果。最后，不能忽略的一個(gè)技術(shù)是電子穩(wěn)像技術(shù)。在這一方面，運(yùn)動(dòng)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(dòng)相機(jī)，具有較為良好的電子穩(wěn)像人能給力，也憑借這項(xiàng)技術(shù)，在運(yùn)動(dòng)相機(jī)市場占有了較大份額。因此，可能會(huì)帶來一些比較明顯的問題也即所謂的“黑邊現(xiàn)象”。只有沒搭載云臺(tái)的小型自拍無人機(jī)才會(huì)只采用電子穩(wěn)像技術(shù)。一般說的機(jī)載云臺(tái)通常都是三軸云臺(tái)。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)與無人機(jī)三個(gè)自由度的解耦（值無人機(jī)的：俯仰、偏航、滾轉(zhuǎn)三個(gè)自由度），起到隔離、抵消無人機(jī)運(yùn)動(dòng)影響的作用。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。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。不過從目前的產(chǎn)品技術(shù)來看，只要配備了三軸云臺(tái)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。云臺(tái)對(duì)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(shí)，還是會(huì)出現(xiàn)較大幅度的飄移，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。但是當(dāng)距離被拍攝物體較遠(yuǎn)時(shí)，影響較小。姿態(tài)補(bǔ)償：相比于無人機(jī)位置的移動(dòng)，無人機(jī)自身姿態(tài)的擾動(dòng)對(duì)畫面影響更為劇烈。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：云臺(tái)功耗。云臺(tái)校準(zhǔn)。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。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(dòng)到達(dá)另一個(gè)領(lǐng)空甚至是國度。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(shí)無人機(jī)會(huì)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(shí)，可調(diào)整無人機(jī)的飛行路線。216。 2009 年，大疆設(shè)計(jì)出無人直升機(jī)自動(dòng)控制電路，可以實(shí)時(shí)進(jìn)行相應(yīng)控制運(yùn)算，無人飛穩(wěn)得以實(shí)現(xiàn)。 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(tái)，完美消除因?yàn)轱w行器因?yàn)檎饎?dòng)和機(jī)身傾斜造成的畫面模糊問題，所拍即所見。 2011 年底，云臺(tái)技術(shù)再次獲得提升，云臺(tái)嵌入電機(jī)組件，電機(jī)能夠快速啟動(dòng)、停止或及時(shí)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。743g的重量，27分鐘的續(xù)航，配備三軸云臺(tái)，新加入的FPV（第一視角）功能，以及749美元的售價(jià)實(shí)在是大大超出預(yù)期。根據(jù)Mavic設(shè)計(jì)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(jì)配合著專業(yè)的電機(jī)和螺旋槳團(tuán)隊(duì)，大大提高了Mavic的能源效率。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。大疆摒棄了電子穩(wěn)像（EIS）技術(shù)。配合著云臺(tái)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”。這也使得Mavic1200w像素的攝像頭除了提供4K30FPS、1080P96FPS的高速攝像能力外，還能夠?qū)崿F(xiàn)長達(dá)8秒的長時(shí)間曝光，可見大疆對(duì)Mavic的穩(wěn)定性十分有信心。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(shí)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(jí)的沉浸式飛行體驗(yàn)，主要意在于增強(qiáng)娛樂性。大疆在多項(xiàng)技術(shù)上遙遙領(lǐng)先于對(duì)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。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(jì)算出飛行器當(dāng)前的速度信息，基于此Mavic實(shí)現(xiàn)了無GPS環(huán)境下的高度13米范圍內(nèi)精準(zhǔn)懸停。得益于精準(zhǔn)懸停技術(shù)，Mavic還能在起飛時(shí)采集地面圖像，在自動(dòng)返航時(shí)，Mavic能精準(zhǔn)地返回起飛地點(diǎn)。FlightAutonomy系統(tǒng)由前視、下視各一對(duì)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(gè)部件所組成。雙攝像頭組成的雙目立體視覺系統(tǒng)能夠在飛行中實(shí)時(shí)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。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。鎖定跟隨對(duì)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?；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(duì)象前方或后方進(jìn)行跟隨飛行；平行模式，跟隨拍攝對(duì)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(duì)象，同時(shí)你可以對(duì)飛行器進(jìn)行自由控制。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(huì)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。而且WiFi信號(hào)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(xiǎn)性。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(duì)抗干擾和遮擋的能力。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(yàn)第一視角飛行飛行操作APP 化，顛覆用戶體驗(yàn)：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(shí)現(xiàn)通過手機(jī)APP 即可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)飛行。通過GHOST+VR，人類第一視角由地平面上升到了空中，再疊加飛行操作的APP 化，普通大眾的空中遨游成為現(xiàn)實(shí)，而這一套設(shè)備僅需7299RMB。過去的載人飛行器多以固定翼和直升機(jī)為主，億航選取多旋翼作為載人方案，在國際上屬于少數(shù)。YUNEEC 昊翔：臺(tái)風(fēng)魔棒實(shí)現(xiàn)