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无人机竞争 真正的技术壁垒是什么?(下)

2022-3-17 08:39| 发布者: 真不是我干的的| 查看: 1334| 评论: 0

摘要: 文|罗立波(广发证券)(一)市场份额大疆遥遥领先据高盛、IDC的数据统计,大疆2014年、2015年的全球市场份额分别高达70%、68.5%,而排名第二的Parrot市占率仅为12%左右,3DRobotics2014年则排名世界第三,2014年市 ...


罗立波(广发证券)


(一)市场份额大疆遥遥领先


据高盛、IDC的数据统计,大疆2014年、2015年的全球市场份额分别高达70%、68.5%,而排名第二的Parrot市占率仅为12%左右,3DRobotics2014年则排名世界第三,2014年市占率仅为2%。


根据美国美国联邦航空管理局(FAA)申请准飞的无人机数量统计也可以看出大疆的市场地位。数据来自于2015年第四季度新增申请准飞的无人机型号及数量,总申请数量4616,其中大疆产品4168架,占总数的90.3%,其次是3DR公司产品,共159架,占总数的3.4%,SenseFly产品115架,占总数的2.5%,昊翔共58架,占总数的1.25%,Trimble共52架,Aeryon36架。


大疆产品在国内的销量方面可谓一枝独秀,可以根据淘宝网的销量统计得到:1500-3499元入门级价位产品,大疆销量占比达到93%,曼塔和零度分列第二和第三,份额都在个位数为3%和2%。3500-6499元价位,大疆销量占比87%,Parrot占比6%、Yuneec占比5%,份额都是个位数。6500-9000元价位,最近四周大疆销量占到96%,9000元以上价位全部被大疆的Insprie系列占据。


大疆产品的毛利润占有率方面更是表现惊人,在1500-3499元的入门价位间,2016年3月-6月大疆的毛利占有率达到了92.4%,零度3.8%,曼塔1.4%,其他所有品牌加起来也只有区区2.4%。相对于销量占有率,大疆的毛利占有率有了几个点的提升,这与其销量大带来的成本边际效应有关。3500-6499元价位,2016年3月-6月大疆的毛利占有率为90.7%,Parrot4.1%,Yuneec4%,剩余所有厂商总和2%不到。6500元-9000元价位,大疆的毛利占有率99%。9000元以上价位100%。


(二)技术积淀深厚,用户体验领先


大疆公司从最初的单桨直升机路线到多旋翼路线,从2013年发布精灵1,到2016年发布精灵4,十年时间里,从设计生产过程以及用户体验反馈中积累了大量的工程经验与技术,通过不断提升的品牌价值和市场价值,吸引了大批的技术人才慕名而来,打造了世界一流的无人机系统设计团队,使得大疆在无人机的多个技术领域保持绝对的领先优势。


1.定点悬停技术


消费级无人机的核心应用就是基于无人机的航拍功能,而航拍功能对无人机系统要求最高的技术指标就是飞行的稳定性。


从几家公司的同级别无人机对比中,可以看出大疆无人机目前的技术水平处于领先地位。 悬停定位技术所采用的技术手段主要有几种:


1)GPS/IMU组合定位;


2)超声波辅助定高;


3)基于图像的光流定位技术。前两种技术较为成熟,而基于图像的光流定位技术则是一种近几年新兴的“视觉导航”技术。


GPS/IMU定位技术。GPS/IMU定位的原理是较为传统和成熟的定位方法。GPS可以测得无人机当前的水平位置和高度,飞控系统根据无人机位置和高度相对于悬停点的偏差对无人机进行补偿控制从而实现定点悬停。


然而,GPS信号更新较慢,而且GPS信号容易收到干扰,影响实际控制效果。因此工程实践中引入了飞行器的IMU信息与GPS信号进行滤波,得到更为精确和更新率更高的位置、高度信息,这种模式还可以保证在GPS失常时,仅依靠IMU提供应急位置高度信息,但是因为仅利用IMU信息进行位置高度解算时,解算结果容易发散,因此这种方法仅适合在空旷的户外进行悬停控制,而并不适宜在室内或有信号遮蔽的环境下使用。


超声波辅助定高技术。超声波测距传感器是一种较为成熟的测距传感器,能够根据超声波发出与返回的时间差,测得超声波传感器前的障碍物的距离,当无人机布置有下视超声波传感器时,可测得较为精确的距地面距离,从而辅助实现定高控制,但是超声波辅助定高对于水平位置的飘移控制起不到作用。


光流定位。光流定位是采用图像传感器对传感器所捕捉的图像画面进行分析,间接解算得到自身位置、运动信息的一种技术。随着图像处理算法的演进和图像处理硬件平台的发展,使得这种算法的精度和实时性得到保证,从而得以在无人机系统上得到应用。


目前法国的Parrot和大疆的精灵3均采用了这种光流法,另外,大疆的精灵4采用了带有双目视觉的对地传感器,进一步提高了悬停控制的精度和适用范围。


目前市面上的无人机产品,根据所采用的技术手段可以分为四代,第一代采用单GPS悬停;第二代采用双卫星定位系统,GPS/GLONASS定位;第三代引入了光流定位技术;第四代采用了双目光流定位。


可以看出,大疆从上一代产品中就已经开始推出基于视觉的光流定位技术产品,技术水平成熟度高,在最新一代Phantom4中更是采用了双目视觉的光流定位技术,将悬停精度进一步提高到水平方向0.1米,高度0.3米的水平。 2.跟踪拍摄技术 对于航拍无人机来说,一个新的趋势是采用跟踪拍摄模式,即对无人机设置一个兴趣点,无人机则自动对兴趣点进行跟踪拍摄,这是无人机智能化的发展趋势。


目前的跟踪拍摄技术主要分为两种:1)、GPS跟踪;2)、图像跟踪。 1)GPS跟踪。GPS跟踪技术较为简单,即被跟踪者需手持遥控器,并获得自己当前位置的卫星定位信息,之后将此信息发送给无人机,无人机以接收到的目标位置作为目标,并进行导航。


GPS跟踪是一种比较初级的跟踪的方式,市场上大部分无人机均采用这种方式。


图像跟踪。图像跟踪技术是无人机根据所设置的兴趣点的图像特征,完全根据图像信息完成目标的跟踪,这涉及到了对目标对象的图像识别图像跟踪,尤其是在目标运动场景中,图像背景变化较、目标形态变化较大的情况下,对目标准确的跟踪需要运用到深度学习技术,是当前人工智能的一个热点研究方向。


目前已经上市的产品中,仅有大疆精灵4采用的是基于视觉的跟踪拍摄。零度Xplorer虽然也引入了FollowSnap技术,实现了视觉跟踪,但是实际算法是在手机App上运行,之后发给无人机进行指令的执行。


3.避障技术


无人机的飞行安全一直是关系到无人机大规模商业应用的核心问题,如何感知到障碍物、并且自主的规避障碍物是无人机飞行安全领域最前沿的研究课题,相关机构和研究者在这方面做出了大量的工作,但是避障技术的应用一直仅仅限于实验室验证阶段。随着无人机的自主飞行、跟踪飞行的大规模商业应用,无人机在自主航拍、跟拍的过程中对自主避障的功能要求变得更加迫切。


各家公司根据自身的技术路线,采用3种不同的避障技术:1)、基于超声波探测的避障;2)、基于双目视觉的障碍物深度提取。3)、基于激光雷达的壁障技术。4)Realsense单目+结构光探测避障。


1)超声波测距避障。


这种技术类似于传统的倒车雷达系统,根据超声波探测,获知障碍物距离信息,然后采用相应策略避开障碍物,其特点是探测距离近,探测范围小,但是方法非常成熟,实现容易。


2)双目视觉避障。


这种技术是基于双目视觉的图像景深重构方法,对视场内的景物进行景深重构,通过景深信息来判断视场内的障碍物情况,探测范围更广、距离更远,相应安全性更高,但是技术难度大,而且会受到光照强弱变化的影响。


大疆的精灵4以及之前发布的Guidance系统在避障技术中采用的是基于双目视觉的避障方法,在机身前向装有两枚摄像头,专门负责双目图像采集,另外配合了超声波探测,应对环境光较弱的场景。大疆的双目视觉避障系统可以实现15m内的障碍探测和规避。


3)基于激光雷达的避障技术。


这种技术依靠的是无人汽车上应用较多的激光雷达技术对无人机周边的环境进行扫描,并进行地图建模。零度在CES2016上发布的Xplorer2采用的是这种技术,无人机上的“蘑菇头”就是自动避障模块,该避障模块可以实现在6m有效避障距离内,以每秒50次的速率实现360°全方位扫描。


目前,基于激光雷达的Xplorer2.0尚未上市。


4)基于RealSense的壁障技术。


RealSense是Intel公司早先发布的视觉感知系统。 它采用了“主动立体成像原理”,模仿了人眼的“视差原理”,通过打出一束红外光,以左红外传感器和右红外传感器追踪这束光的位置,然后用三角定位原理来计算出3D图像中的“深度”信息。通过配有深度传感器和全1080p彩色镜头,能够精确识别手势动作、面部特征、前景和背景,进而让设备理解人的动作和情感。据Intel方面对外透露的数据,Realsense的有效测距可达10米。


不过,目前基于RealSense的TyphoonH尚未上市。 无线图像传输技术 无人机航拍的另一核心技术之一就是无线图像传输,传输的能力大小是对无人机航拍能力衡量的一个重要因素。通常的图传方案都是基于Wi-Fi协议的传输方案,而大疆的Lightbridge采用的是软件定义无线电技术(SDR),摆脱了Wi-Fi传输在传输距离和传输带宽上的矛盾。


(五)飞行速度


为了适应某些特殊场景的跟拍要求,无人机的飞行速度也是航拍中关注的一个中药性能参数。但是无人机的较高的飞行速度对续航、飞控等方面都提出了严峻的挑战,所以飞行速度对于无人机设计制造水平也是一个较高的考验。


下面对比下几款市面主流无人机的飞行速度:


可以看到大疆的上两代产品精灵2、精灵3已经领先业内最新产品,其灵活性、机动性表现优异。


三、未来趋势:消费级继续增长,细分应用是新方向


3.1同质化严重,技术门槛是否已降低?


我们对新型无人机的开源技术情况、关键技术情况进行了对比分析,可以得出这样的结论:飞控技术的开源化、主要零部件的通用化将使得行业的进入壁垒降低,但是,为了达到用户体验要求,在通用技术的基础上开发出具有先进传感器技术、先进图像定位导航技术、智能化目标识别跟踪技术、高精度姿态稳定控制技术等真正具有竞争力产品的行业技术壁垒在不断提高。


这一现象将导致行业出现以下几种变化: ·高技术附加值企业进入正循环。类似大疆这种产业巨头将会按照自有技术路线,继续深耕图像处理、云台控制、视觉辅助稳定、防碰撞等技术打造出更优秀产品,从而抢占更多市场份额、享受更高的利润率,获得更多资源后将会继续投入人力物力进行技术研发,领先进入下一代产品的筹备中。


这也是我们认为大疆将会继续保持一家独大的主要考虑。 ·


中等技术附加值企业两极分化。一部分例如XIRO、Zerotech、Yuneec这样的技术研发能力过硬、技术资源整合能力强的竞争企业追随领头羊的步伐和方向,在关键技术(光流辅助、避障、视觉等方面)上紧跟步伐,确保产品技术与大疆没有代差。


同时不断争取从技术上新找到新的突破点打造产品亮点,甚至直接从关键技术上实现弯道超车,超越对手。但是,也必须承认,从目前的技术储备、企业实力来看,短期内这一愿景恐难以实现。


另一部在资源、技术实力等方面表现较弱的企业很有可能在追随领头羊的过程中被淘汰、兼并,例如3DR宣布退出消费级市场,Zano宣布破产,Lily无人机新产品发布推迟。 ·


中等技术附加值企业寻求细分市场突破。还有一部分企业将会退出和大疆的竞争,寻求其他技术路径,例如极飞专注于农用植保机市场,极翼挖掘无人机系统部件方案市场等。


这一部分可以看到国外企业涉足较多,深耕无人机平台的服务与应用,通过公司原有技术积累在无人机应用领域寻求突破。


在这一行业变化趋势中,应该可以看到更大的机会和市场空间,目前在市场上也出现了对应的产品,比如主打自拍的便携口袋无人机(Dobby、HoverCamera、空Ying等)、主打农用安保等新领域的行业级无人机等。


同时也要看到,传统巨头也对新兴领域产生了浓厚兴趣,例如大疆也已经发布了农用植保机型MG-1。 ·


低技术附加值企业被淘汰或转入玩具生产。在行业准入技术壁垒降低的情况下,技术含量低、使用感受差的低成本无人机(玩具无人机)涌入市场,但是主打的是低端玩具级市场,根据目前的市场调查,玩具级市场保有一定市场空间,但是行业竞争激励、利润率低,只能依靠销量带动企业效益,发展十分受限。


3.2巨头涌入,资源、市场可能重新划分


按照目前的发展趋势,越来越多的网络科技巨头和工业巨擘开始意识到无人机将是未来商场上一片新的战场。高通这样的芯片产业龙头,直接放出无人机专用开发平台SnapdragonFlight,通过技术高度从上游向下游输出,直接打入无人机市场;紧跟其后的华为、三星也都发布了类似的产品线,希望从无人机硬件平台分一杯羹。


巨头的涌入,尤其是高通、英特尔这样的直接介入无人接产业第一线的公司的行动将带来行业资源的重新分配,必会加速行业格局的洗牌进程。


另一方面,DHL、Amazon、顺丰等快递物流方面的巨头也都纷纷开展无人机货物配送的应用尝试,但是限于各地对于商用无人机的法律规定,无人机配送货物还并没有大规模展开,不过,可以看到,在不远的未来,大幅节约了人力物力成本的无人机物流配送方案必将成为行业主流。


除了在业务领域开展无人机研究以外,Facebook、Google这样的巨型网络公司关于无人机的未来应用,还有着更长远的谋划。


1.高通、华为、三星布局芯片平台


高通SnapdragonFlight2015年2月高通收购了无人机飞控研发机构KmelRobotics,之后将Kmel的飞控算法与自身芯片相结合,推出了SnapdragonFlight参考设计平台。


SnapdragonFlight参考板大小仅58x40毫米,集成了QualcommHexagonDSP,可为无人机是提供实时控制,还有双频802.11nWi-Fi、蓝牙4.0、全球导航卫星系统等支持。


视频拍摄方面,支持4K分辨率摄像头,画质增强以及视频处理能力,并支持720p第一视角视频编码。


此外,还提供了气压计等一系列传感器以及快速充电技术。还提供了无人机软件和相关开发工具,可为无人机提供视频、影像捕捉、通讯以及导航方面的支持。零零无限的HoverCamera、零度智控的Dobby、腾讯的Ying均采用的高通SnapdragonFlight平台,且已经在市场上亮相。 华为-宙心科技华为对无人机芯片行业的布局是从华为海思(Hisilicon)安防解决方案出发的。华为海思目前占据了全世界视频监控(安防摄像头)70%的市场份额。


2016年初,华为与宙心科技核心成员在深圳开始了为期6个月的封闭开发,7月初,开发布会宣布基于华为海思芯片的无人机平台诞生。宙心科技表示:“海思芯片适合作为无人机平台,是因为它的影像系统是最专业的,而且安防摄像头属于工业级应用,对环境的适应能力也强于为手机打造的平台”。


另外,宙心科技团队将视频分析算法运算中频繁调用且消耗资源较大的主要算子实现硬化,以减少底层运算对CPU资源的消耗,节省CPU资源来做更多的智能分析应用。


最终可以看到,基于海思芯片的无人机平台有三大技术优势:1、电子稳像算法,最高支持4K分辨率视频;2、极速图传,“从摄像头采集输入到地面站影像输出,延迟只有100ms”;3、快速启动,“从冷启动到航拍业务启动完成,不超过3秒钟”。


另外,据宙心团队介绍,在于华为合作前,宙心团队核心成员曾在高通负责过移动芯片平台向无人机芯片平台转移的相关工作。


三星Artik相比于高通直接收购了无人机开发团队,三星的Artik系列产品主要是面对物联网大行业的整体考虑,包含三种型号Artik1/5/10,仅售99美元。


以Artik5为例,Artik5尺寸增大到29x25mm,搭载1GHzARM双核处理器(Mali400MP2GPU),搭配的是512MBLPDDR3内存以及4GBeMMc闪存。支持Wi-Fi、低功耗蓝牙,支持802.11b/g/n。


此外,该芯片还能对解码H.264等格式720p30fps的视频进行解码,还提供了TrustZone,接口种类相当丰富,包括USB,GPIO,I2C,UART和SPI端口,主要应用于相机、无人机等产品。 通过几家公司的芯片方案可以看到,未来无人机市场上,拥有传统技术优势的芯片集成公司已经推出了功能更加丰富齐备的平台解决方案,这将导致无人机新机开发的经济成本、技术成本继续降低,消费级无人机尤其是低端消费级无人机竞争会更加激烈,利润空间会继续压缩。


2.DHL、Amazon、Google等尝试快递应用


相比于高通、华为在技术层面上推动了无人机技术的发展,DHL、亚马逊等快递企业一直在行业应用领域上推进者无人机商用进程。


DHL2014年9月26日,在德国小镇Norddeich,DHL进行了为期一个月的无人机快递试飞,主要向人烟稀少的小岛Juist运送药品。DHL所设计的Paketkopter四轴无人机目前承重为1.2kg,飞行时间最长约为45分钟,速度最高可达65千米/时。


另外,DHL还在测试一种倾转旋翼无人机Parcelcopter,倾转旋翼无人机具有起降方便、飞行效率高的优点。 Amazon在2013年的12月,亚马逊(Amazon)CEO贝索斯首次对外披露了名为PrimeAir的无人机配送包裹计划。据亚马逊方面介绍,其所设计采用的8轴无人机最大可承重2kg(86%的网购商品重量在这个数值以下),运送范围在亚马逊物流配送中心16km范围内。


根据货物大小,选择不同型号的无人机进行配送,最快30分钟送达。无人飞行器会在卸货之后,自动返回库房。据金融研究公司ARKInvest的一项研究显示,亚马逊无人机送快递每件成本约1美元,只相当于当前当日达快递服务7.99美元的一个零头。


Google2014年8月,Google正式公布了悄然实施了两年的ProjectWing送货无人机研发项目,并表示希望在几年内推出小型无人机快递服务。Google送货的4轴无人机的原型机,翼展宽约1.5米,高约0.8米,重量约8.6kg,载重约1.4kg,能从距地约46米的高度向地面递送包裹。


顺丰作为国内快递巨头,顺丰在2015年3月也公开了自己的无人机配送计划。但是顺丰的无人机配送主要是在自己的网点之间运行,并不直接面对客户。


3.Facebook、Google借无人机“高层筑梦”


Facebook、Google从来都不是只盘点眼前利益的普通公司,他们经常被认为肩负的是推动人类文明进步、社会科技发展的责任与担当。在无人机领域,两者均开始着眼于推动全球的互联网在贫困和特殊地区的覆盖,各自经营着规模宏大的空中网络覆盖计划。


FacebookAquila计划美国当地时间7月21日,Facebook创始人兼CEO扎克伯格宣布,旗下太阳能无人机Aquila已经在亚利桑那州的一个军用机场成功首航,Aquila原计划飞行30分钟,不过进展非常顺利,就决定延长时间,共飞行了96分钟。


Aquila是由太阳能面板供电的,理论上一次可以飞行至多3个月时间,速度达到每小时120公里;虽然翼展接近波音737飞机,但重量仅有453公斤;开启巡航模式,耗电仅为5000瓦,功耗仅仅相当于三个头发吹风机或者一台微波炉。


Facebook预计,大约1000架这样的无人机就能让整个地球时刻保持着高速的联接。而至于一些极其偏远,且不适合无人机抵达的区域,Facebook也考虑通过人造卫星进行覆盖。


GoogleSkyBender计划与Facebook有同样的想法,Google正在打造新的无人机项目SkyBender,旨在通过太阳能无人机进行高空5G无线网络传输。


这一项目目前正在美国新墨西哥州的美国航天港进行测试,据报道测试地点是占地1393平方米的机坪。Google将毫米波传输技术应用于SkyBender项目,利用毫米波谱进行无线电传输,比目前的4G传输速度快上40倍。


根据上述企业的行动计划,可以得出以下几条结论:1、芯片巨头为无人机产业量身打造的开发平台一旦开始大规模商用,必将使得无人机产业的开发门槛进一步拉低,一方面促进了消费级无人机产业的发展,另一方面消费级无人机的竞争将显著加剧;2、无人机物流配送不论是以何种形式进入行业应用,必将是未来趋势;3、随着能源动力、新材料等无人机技术的发展,类似Aquila、Skybender这样的无人机商业应用还留给了我们巨大的想象空间。


3.3行业级细分市场应用初露冰山一角在消费级市场如火如荼的竞争下,行业级无人机市场却在默默地持续发力,逐渐显露出冰山一角。


从国内来看,大疆推出MG-1开始与极飞科技抢夺农用植保行业地盘,易瓦特、科比特等在电力巡检、安防方面继续深耕,另外,在安防、反恐、检测等领域,许多公司也逐渐开始进入行业级无人机领域。


再看国外方面,相关行业级公司已经逐渐具备规模,部分公司已经开发出独有特色的专有技术,在行业级细分市场上站稳脚跟。


而且,与国内情形不同的是,国外公司在产品策略上,更加注重无人机的上层应用技术,例如数据地图测绘、数据采集、云端服务等,相比于行业级专用无人机硬件平台的设计制造,具有核心技术的上层应用企业显然更容易在市场上掌握话语权,这也是我国行业级无人机未来的发展方向。


应用领域一:农用植保机


大疆在四旋翼机型开发上,积累了大量的经验,在转型进入农用植保市场上,可谓是有备而来,另外,凭借着多年来磨练出的优秀设计团队,大疆的植保机型一经推出,遍受到广泛关注。


尤其是诸如进气口过滤等细节考虑,大大提升了植保机的使用寿命。


另外,极飞科技也在长期探索下,推出了P20V2农用植保无人机系统,除了无人机以外,还提供了RTK定位系统、智能气象站作为辅助设备。


极飞农业无人机监控调度管理系统集成了农业无人机管理的数据信息和管理工具,可以根据标准的工作流程,对人员和物质进行调配,使工作更加高效的执行。


应用领域二:基于无人机的数据提供商——现场管理与测绘


Skycatch公司Skycatch是一间航拍数据收集创业公司,他们通过四轴飞行器对地形进行航拍,并将这些数据出售,或是提供相关服务。


与其把无人机当做玩具贩卖,Skycatch让四轴飞行器更具实际意义,并且找到了一个更好的商业模式。


该公司从重工业入手,通过航拍,让管理者能够更好的理解工厂的运作模式和状况。他们将无人机和基站带到用户所在地,并搭建相关设备,一旦硬件搭建起来了,用户就可以使用网路查看这些数据,他们可以使用手机、电脑查看,不需要离开办公室。


Pix4DPix4D提供了一套无人机图像处理软件,这是一个完整的绘图和建模解决方案,并可自动将航拍图像转换成2D或3D模型。目前应该是行业级无人机在商业测绘领域最优秀的一支团队。


3.4谨慎看好小型自拍无人机


消费级无人机在航拍领域已经应用多年,但是从航拍无人机的售价以及功能都可以看出,其主要面对的还是一部分专业用户与发烧友玩家。


2016年以来,几家公司接连发布了几部小型自拍无人机,从售价区间和功能应用来看都主打的是“大众级”无人机市场。


一、另辟蹊径专攻自拍场景应用 随着智能手机的普及、社交网络的爆发,自拍早已形成一种风潮,英国《镜报》的一项调查显示,女性平均每周花费约5小时时间去自拍。这项调查覆盖了2000名女性,调查显示,这些女性平均每天会自拍3次,每次花费16分钟时间。


Facebook在所发表的一份白皮书中提到,其11.5亿用户每天平均向其网站上传3.5亿张照片,迄今为止的照片上传总量达到2500亿张。


可以看到,拍照、自拍后上传社交网络这一典型用户行为向社交网络公司提供了大量的访问流量,同时,许多拍摄器材公司开始进军互联网内容分享平台,尝试通过内容创造分享一体化模式打造高粘性的用户群。


小型自拍无人机就是看准这一市场领域,但是不同于传统的自拍方式,自拍无人机具有以下几项突出特点: 拍摄距离自由,解放双手。传统手机相机为了取景需求,一般都采用广角镜头,这就导致在手持情况这种较近的范围内,手机镜头拍摄的人像会产生一定程度“桶形畸变”。


因此,拍照时手机与自拍人距离适当放大会减小这种畸变,但手持手机无法解决这种问题。然而无人机可以很轻易的飞到距离人物0-30米的距离随意取景。 全新视角,任意位置取景。不论是使用手机自拍还是用自拍杆自拍因为手持自拍距离人物过近,很难将人物和景物同时取景,导致手机自拍更多的只能集中在人像自拍,很难突出风景。而且在一些特殊的场合下,场地受到限制很难从期望的位置、角度拍摄照片,而无人机可以利用其空中特性,悬停在任意位置从更合适的角度拍摄照片。


价廉又便携,贴近众消费。如果说传统航拍机也能完成上述功能的话,那么小型自拍无人机的低价优势、便携特性是传统航拍机所完全不能匹敌的。


传统航拍无人机主要面对的是航拍用户、无人机发烧友玩家,对无人机飞行性能、云台稳定效果、视频图像拍摄效果要求较高,相对无人机尺寸较大、重量较重等特点要求较低,但是小型自拍级无人机主攻随身便携自拍场景,面对的是大众消费市场,所以对其尺寸重量、售价都有更高的要求。


2.站上巨人肩膀的小而美


目前市场上主要发布了三款自拍级小型无人机: ·零零无限于2016年4月发布了HoverCamera,主要卖点是其可折叠的外形和钱包大小的体形;


另外,HoverCamera还利用其摄像头实现了室内的单目SLAM算法,能够在室内进行地图构建,可用以进行导航、避障。 ·零度智控的Dobby同样可以将四个旋翼臂折叠藏入机身,机身折叠后尺寸也类似于普通手机;零度智控拥有多年的无人机开发经验,Dobby是竞争产品中开发比较成熟的,也是唯一量产上市的产品。


三款产品除了均采用折叠结构以外,均采用的高通SnapdragonFlight平台开发。正如前文所介绍的,这种巨头公司打造的成熟平台解决方案的出现将大大加速行业产品开发的速度。让许多初创团队或者有意进入的公司可以凭借一个稳定高效的硬件平台,直接进入无人机应用的功能开发阶段。


SnapdragonFlight的发展路线虽然也是基于APM或者Pixhawk开源平台的思路,但是SnapdragonFlight的骁龙801处理器计算能力相比于APM、Pixhawk的单片机有了质的提升,在强大的硬件平台基础上加入了对地的光流传感器功能支持、双目视觉功能支持、4K摄像、2.4G/5.8G的WiFi通讯支持,从具备的功能上来说,基本满足了当前第3代消费级无人机的主流配置要求。


凭借平台的另外,三款自拍无人机均引入了计算机视觉的相关功能,比如对于自拍十分重要的人脸识别功能、自动跟踪功能,同样,为了保证拍摄画面尽可能稳定,都采用了光流定位技术。其中,SLAM技术和人脸识别、跟踪技术对于自拍无人机来说,是两项比较核心的关键技术: SLAM技术。


自拍无人机由于体积受限,很难搭载更多的传感器进行避障等,而室内通常环境复杂,在室内环境下保证安全性就要更多地依靠视觉方面进行环境感知,障碍物感知。


另外,通过视觉进行导航对于传感器信息缺乏的小型自拍无人机平台也有很大的意义。 ·人脸识别与跟踪。不同于传统的消费级无人机,室内环境下使用自拍无人机无法获得GPS信息,对于目标兴趣点进行跟踪只能依靠图像识别技术,而且对于自拍这种特殊的应用,人脸识别就显得更加关键。


3.小型自拍无人机发展瓶颈


但是也必须注意到,自拍级无人机存在两个关键的发展矛盾:不装配云台成像质量差与装配云台便携性差的矛盾 首先是成像质量与便携性之间的矛盾。


基于无人机平台的拍摄方案面临的最大问题就是无人机平台的不稳定性,这种不稳定性来自于机身旋翼的震动与机身自身位置的飘移,这也是传统航拍无人机花费大量成本在机身下挂航拍云台的原因。虽然这些便携自拍无人机厂商都采用了电子稳像技术、光流辅助定位技术、机身隔震双体结构等设计,但是基于后期的软件算法处理与简易的隔震处理仅能作为一种弥补手段,与云台效果相差甚远。


而且电子稳像技术处理后的图像边缘模糊较为严重。


续航时间长需要大电池损失便携性与强调便携性损失续航时间的矛盾 续航时间与便携性之间的矛盾非常容易理解,暴露的也比较充分。


以目前已经公布数据的产品来看Dobby续航9分钟,HoverCamera续航8分钟,这一续航时间距离一款真正实用的产品应该还是有些差距。


解决这一矛盾最关键在于:目前无人机采用的锂电池能量密度是一定的,而且短期内电池技术很难有突破,因此在续航时间上还难期待有更好的表现。 小型自拍无人机发展路线探索。从需求对技术的牵引角度看,在小型自拍无人机上加装云台在理论上也并非没有可能,目前Aeryon公司最小的多光谱云台总重仅210克(云台重量包含1个红外传感器和1个可见光传感器)。


但是小型化的精密器件加工可能还需要面对较高成本的问题。另一方面,厂家和科研人员还可以继续开发电子增稳技术、机身防抖防振技术。


电池方面,除了期待新的电池技术革新以外,还可以在电机等重点耗电环节进行技术改进,减小能耗,提升续航时间。


综合来看,小型自拍无人机从目前的技术指标来看还不是十分成熟的消费产品,但是作为开拓细分市场、抢占自拍高低的一步尝试,仍然意义重大。


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