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笑cry!工程师和普通人眼里的无人机技术
2019-05-28 09:03:19来源:100唯尔

进入无人机这个行业也有几年了,越来越觉得技术是无人机的重中之重。随着一轮轮众筹无人机的宣告失败,不禁感慨:一切不以技术为核心的无人机研发都是耍流氓。

1、一架无人机稳稳地悬停在风中

工程师:瞧这稳定性,瞧这鲁棒性,UKF算法比互补滤波难调多了,但谁让它更精确呢?而且扩展也方便。这不仅仅融合了6轴IMU数据,还融合了指南针和GPS,以及视觉传感器的数据,最终做了一套组合导航,这样即使在5m/s的风中也可以像三脚架一样稳稳的定住。

普通人:停在空中不是很正常吗?这有什么技术含量?

2、无人机拍摄了一段稳定的录像画面

工程师:看看这云台,设计时考虑了三轴正交皆穿过云台相机重心,不仅可以使云台运动时更平滑,还能消耗最小的动力,更加省电。云台控制板上独立的IMU和控制算法,每秒1000次循环,可以做到极度精细的控制,最终可以让相机完全无视飞行器的高频震动和大幅度摇晃,最终镜头看起来像在水中游动一样丝滑。

普通人:飞行器挂个相机不就能做到吗?这有什么技术含量?

3、飞行5公里距离内实现了720P清晰度的图传

工程师:我们既受到无线电波段的限制,又要考虑来自地面基站,各类WiFi和手机的信号干扰,一般人不会知道,航拍无人机的活动范围一般接近地面,而近地面的无线电干扰比民航高度的无线电干扰多几百倍。通过反复验证校验算法,设计天线形状,才保证了在既抗干扰,又有足够的带宽传输视频流。

普通人:5公里算什么?现在手机这么发达,我都能跟一千公里外的人视频聊天。

4、折叠无人机设计

工程师:知不知道折叠的机臂设计成从下方翻过来,而不能从上方?一般的无人机在进行力学分析时,可以简单当成一个刚体,加了转轴后,由于加工不可能保证绝对的精确,转轴锁死机臂后依然有一个公差,机臂就可以在一个很小的范围内运动,这时候还能把无人机当作刚体分析吗?这一点点公差会不会因为在控制算法的累积下,导致飞行器在空中来回震颤?

普通人:不就是加几个转轴吗?

5、无人机避障

工程师:飞行器加上各类视觉传感器后会让控制算法的策略更加复杂,双目视觉可以做短距离的三维重建,理论上很容易做避障。但开发时的测试用例是有限的,而产品要用到全球各个角落,实际情况是无限的。双目三维重建能看到树枝电线这类细小物体吗?面对强光弱光怎么办?面对水面的反射怎么办?纹理细节不足以重建环境怎么办?研发之后,要是智能避障功能让用户的无人机撞上各种细小物体,那还不如不做这个功能;依靠双目视觉建立的临时坐标系如何与飞控IMU的相对坐标系以及GPS的绝对坐标系融合?融合策略是什么?谁的优先级高?双目视觉的数据显示飞行器没有运动,而IMU显示飞行器加速运动,GPS显示飞行器的位置到处闪烁,这时候相信哪个传感器?是否开启智能返航?

普通人:加几个摄像头不就看到周围的情况了嘛?毕竟机器视觉也那么发达了!