陳忠歡

當(dāng)下，無人機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域正日漸擴(kuò)大。它可以是軍隊(duì)偵察的鷹眼，是救援勘察的先鋒；它也可以是攝影師手中的新拍攝工具，翱翔天際，窺探大地奧秘。甚至，它還可以擔(dān)當(dāng)提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的重任，成為農(nóng)民的新“農(nóng)具”。相信未來，隨著技術(shù)的迭代，無人機(jī)還會被開發(fā)出更多用途，突破人們現(xiàn)在的想象。

在本期專題中，我們關(guān)注無人機(jī)中的民用消費(fèi)級航拍無人機(jī)，這可能只是眾多無人機(jī)類型中的一個類別，但在近十年，相比原來昂貴的直升機(jī)航拍，消費(fèi)級航拍無人機(jī)的出現(xiàn)讓航拍變得更加平易近人， 同時它也成為攝影領(lǐng)域的一個器材亮點(diǎn)。

消費(fèi)級航拍無人機(jī)的技術(shù)也歷經(jīng)了數(shù)次迭代。在本篇中，我們?yōu)樽x者簡單梳理消費(fèi)級航拍無人機(jī)的發(fā)展史，分享這一攝影新工具的技術(shù)進(jìn)步。

2009～2012：以飛控系統(tǒng)為核心技術(shù)的第一代小型多旋翼航拍無人機(jī)時期

2009年左右，市場上還沒有無人機(jī)整機(jī)出售，航拍機(jī)大多是由航模愛好者自行組裝的。方法是組裝四軸機(jī)架并安裝無刷電機(jī)和槳，通過無線電遙控器的混控程序設(shè)定來控制四個螺旋槳的轉(zhuǎn)動速度，實(shí)現(xiàn)手動操控四軸飛行器。

這時航拍無人機(jī)也不自帶拍攝功能，主要是搭載市面上一些運(yùn)動相機(jī)，比如GoPro等來完成拍攝。航拍器的穩(wěn)定性能主要靠飛行控制器，在2010～2012年市面上主要飛控產(chǎn)品有開源的APM，大疆的Wookong-M、Naza-M等。可以說，2009年至2012年是以飛控系統(tǒng)為核心技術(shù)的第一代小型多旋翼航拍無人機(jī)時期。

2012～2014：第二代遠(yuǎn)距離高畫質(zhì)航拍無人機(jī)時期

市場需求是廠商科技創(chuàng)新的最主要動因。組裝的無人機(jī)搭載運(yùn)動相機(jī)拍攝出來的畫面并不是很理想。2012年至2014年，在以飛控系統(tǒng)為核心技術(shù)的基礎(chǔ)上，無刷云臺、高清廣角相機(jī)和Wi-Fi數(shù)字圖傳這三大核心技術(shù)直接驅(qū)動消費(fèi)級航拍無人機(jī)進(jìn)入第二代遠(yuǎn)距離高畫質(zhì)航拍無人機(jī)。無人機(jī)廠商自主研發(fā)高清相機(jī)并集成到云臺成為了這一階段的趨勢，“一體化”的第二代無人機(jī)設(shè)計(jì)理念逐步得到廣泛認(rèn)同。

2012年，大疆發(fā)布了全球首款三軸無刷電機(jī)直驅(qū)云臺禪思Z15-5N。Z15云臺出廠前已根據(jù)相機(jī)型號、鏡頭型號完成調(diào)試，只需要把相機(jī)安裝到飛行器上使用即可。用戶不用自行調(diào)整云臺或者改變其機(jī)械結(jié)構(gòu)，也不用為相機(jī)增加其他外設(shè)如濾鏡、遮光罩。

2013年10月份，大疆推出Phantom 2 Vision，第一款真正意義上到手即飛的航拍無人機(jī)。Phantom 2 Vision是大疆首款搭載自主研發(fā)相機(jī)的航拍一體機(jī)，搭載的相機(jī)型號為DJI FC20。這款產(chǎn)品是相機(jī)與無人機(jī)的一體化的開端，為消費(fèi)者省去了安裝云臺相機(jī)，設(shè)置圖傳接受信號等步驟，可以直接飛行。隨后，無人機(jī)廠家推出的一系列產(chǎn)品都走向“飛機(jī)+相機(jī)一體化”。

2014年，大疆發(fā)布Phantom 2 Vision+。云臺相機(jī)同樣采用1/2.3英寸CMOS傳感器，1400萬像素，但在外形上發(fā)生了很大變化，更加小巧精致。同時，內(nèi)置云臺的提升更明顯，系統(tǒng)采用了無刷電機(jī)代替早前的舵機(jī)，增穩(wěn)效果也提升成了三軸增穩(wěn)。

2014～2015：第三代全高清航拍無人機(jī)時期

2014年，大疆發(fā)布了Lightbridge全高清數(shù)字圖傳系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)3公里的高清圖像（720P）實(shí)時傳輸功能。Lightbridge的發(fā)布可以說開啟了無人機(jī)高清航拍的時代，其最先應(yīng)用在大疆產(chǎn)品“悟”Inspire 1上。2014至2015年，全高清圖傳、4K相機(jī)和初級視覺懸停輔助系統(tǒng)三大核心技術(shù)，加上GPS跟隨等輔助功能，消費(fèi)級航拍無人機(jī)進(jìn)入到第三代全高清航拍無人機(jī)時代。

2014年，Parrot發(fā)布無人機(jī) AR.Drone。Parrot是法國老牌的高科技公司，AR.Drone是首款具備超聲波加光流傳感器實(shí)現(xiàn)無GPS定位懸停功能的一體機(jī)。

2014年11月，大疆發(fā)布專業(yè)航拍無人機(jī)“悟”Inspire 1?！拔颉笔侨蚴卓钆鋫?K相機(jī)，集成Lightbridge高清圖傳的一體化設(shè)計(jì)航拍四軸飛行器，同時配備超聲波加光流的視覺懸停輔助系統(tǒng)。通俗來說就是全高清圖傳+4K相機(jī)+初級視覺懸停輔助。

2015年大疆發(fā)布了精靈Phantom 3系列。精靈Phantom3系列，包括Professional、Advanced、Standard三個版本。外觀上基本相像，拍攝的照片視頻，可以直接在DJI GO中進(jìn)行編輯快速分享到微信、微博和QQ等社交平臺。不同的是Professional版本支持4K拍攝，其他兩個版本畫質(zhì)也達(dá)到了1080P。

同年，大疆在北美最大的競爭對手3D Robotics也在同月發(fā)布新款四軸飛行器 SOLO。

2016至今：第四代智能視覺無人機(jī)時期

隨著智能硬件和技術(shù)的快速發(fā)展，以第三代全高清航拍無人機(jī)核心技術(shù)為基礎(chǔ)，具備環(huán)境感知、視覺跟隨、自主避障和精確視覺懸停輔助系統(tǒng)等核心技術(shù)的消費(fèi)級航拍無人機(jī)進(jìn)入第四代智能視覺航拍無人機(jī)時代。

2016年3月份，大疆發(fā)布精靈系列Phantom 4，這臺無人機(jī)具備環(huán)境感知+視覺避障+視覺跟隨能力，可以說是一臺智能視覺無人機(jī)。

2016年，大疆發(fā)布“御”Mavic pro，是大疆推出的首個折疊式設(shè)計(jì)的無人機(jī)。而在2017年，大疆發(fā)布史上最小無人機(jī)“曉”Spark。雖然 Spark 的體積很小，但相機(jī)具備1200 萬像素、25mm F2.6 廣角鏡頭 、1/2.3 英寸 CMOS 傳感器，可拍攝 1080p/30fps 的高清視頻、增強(qiáng)型 Wi-Fi 高清圖傳、兩公里720P 視頻傳輸與控制距離等。

概念機(jī)型+先進(jìn)技術(shù)

概念機(jī)型并不是真實(shí)產(chǎn)品，但承載了人們對無人機(jī)的各種設(shè)想。早在2015年大疆就提出了概念機(jī)Phantom X，它“拋出即飛”甚至還可以在空中彩繪，讓你脫離手柄揮灑創(chuàng)意。近兩年Lily和Nixie兩臺無人機(jī)在這一方面取得一些進(jìn)展。endprint

Flight Wave航空航天系統(tǒng)公司和英國智能能源（Intelligent Energy）公司之間合作開發(fā)了一款新型無人機(jī) Jupiter-H2。這款無人機(jī)最大的亮點(diǎn)是使用了氫燃料電池，據(jù)稱這種電池能大幅度提高無人機(jī)的續(xù)航能力，充電數(shù)分鐘內(nèi)就能讓無人機(jī)持續(xù)飛行兩個小時。

同時，特斯拉發(fā)布的概念型無人機(jī)Tesla Drone，充電20分鐘能飛一個小時。并且，這款無人機(jī)用雙設(shè)計(jì)螺旋槳作為無人機(jī)攝像機(jī)穩(wěn)定器，取代傳統(tǒng)采用視頻穩(wěn)定的萬向節(jié)。

世界首款無線仿生魚無人機(jī)BIKI可以在60米深度潛水航拍。它采用55db超低噪音的橡膠仿生魚鰭，擺動頻率低，可以安全拍攝水下生物。它搭載800萬像素、150度超廣角防抖攝像頭，游速為1.12mph（1.8千米/小時）

有一類無人機(jī)叫穿越機(jī)，是一種純粹追求速度的機(jī)型。其中，由無人機(jī)競速聯(lián)賽（DRL）工程團(tuán)隊(duì)打造的穿越機(jī)DRL RacerX是目前世界上最快的穿越機(jī)，其時速可達(dá)289公里/時，就連高性能汽車也望塵莫及。

航拍相機(jī)的技術(shù)更迭歷程

航拍相機(jī)主要包括兩大核心部件，一是飛行平臺，二是影像系統(tǒng)。飛行器的安全性、穩(wěn)定性、可操作性及智能化程度是航拍飛行的基礎(chǔ)；相機(jī)的畫質(zhì)直接影響航拍的作品，兩者缺一不可。

早期的航拍無人機(jī)往往攜帶GoPro運(yùn)動相機(jī)或松下GH4、索尼A7等無反相機(jī)進(jìn)行航拍。無人機(jī)廠商和相機(jī)廠商各司其職。由于四軸航拍器可攜帶物品重量有限，體積小、重量輕、大廣角、功能全的運(yùn)動相機(jī)GoPro成了飛行器掛載的第三方相機(jī)的首選。但是使用第三方相機(jī)不便于圖像傳輸，相機(jī)參數(shù)控制也不方便。從Phantom 2 Vision開始，大疆開始為消費(fèi)級產(chǎn)品配備航拍相機(jī)。

禪思X3

2014年大疆發(fā)布專業(yè)航拍無人機(jī)“悟”Inspire 1的標(biāo)配相機(jī)，支持最高4K/30fps的超高清和1080P/60fps的高清視頻錄制，以及最高 1200 萬像素靜態(tài)照片拍攝，ISO范圍為100～3200。

禪思 X5&X5R

2015年9月大疆發(fā)布了兩款專業(yè)級航拍相機(jī)禪思X5 和 X5R。這兩款相機(jī)可搭載至“悟”Inspire 1，作為禪思X3相機(jī)的升級，同時也支持經(jīng)緯M100和M600。兩款相機(jī)都采用M4/3傳感器，相比之前的1/2.3英寸傳感器有很大的升級。

禪思XT

時隔三個月，大疆和美國菲力爾公司（FLIR）聯(lián)合推出熱成像相機(jī)禪思XT，可安裝在“悟”Inspire 1、經(jīng)緯 M100和M600上。這款相機(jī)主要定位行業(yè)應(yīng)用場景，提供兩種規(guī)格的分辨率，640 ×512和336 × 256，有6款不同焦距的鏡頭供選擇，提供最多8倍的數(shù)字變焦。

禪思Z3

2016年7月，大疆推出首款變焦云臺相機(jī)禪思Z3，等效焦距22～77毫米，提供3.5倍光學(xué)變焦加兩倍無損數(shù)碼變焦。它采用了反作用輪增穩(wěn)技術(shù)，讓相機(jī)長焦端成像更清晰。

禪思X7

2017年，大疆發(fā)布全新的S35相機(jī)禪思 X7。它是為電影拍攝推出的一款自帶云臺的緊湊型S35相機(jī)，目前可搭載在“悟”2上使用。它適配4款定焦鏡頭，焦距覆蓋16～50毫米，最大光圈均為F2.8。它還具有14擋超寬動態(tài)范圍，可拍攝30幀/秒的6K CinemaDNG RAW和 5.2K Apple ProRes 視頻。

哈蘇中畫幅相機(jī)A5D

2017年7月份大疆推出高端空中攝影機(jī)系統(tǒng)，這是大疆宣布收購哈蘇部分股權(quán)后，雙方聯(lián)合推出的首個產(chǎn)品。該套裝由哈蘇中畫幅相機(jī)A5D+大疆的專業(yè)飛行器經(jīng)緯M600+專業(yè)三軸云臺“如影”Ronin-MX組成的，可用于繪圖與商業(yè)攝影。endprint