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weizhizao 2016-3-14 20:54

大疆精灵 4

大疆去年推出精灵 3 (DJI Phantom 3),它那远达 5km 的飞行距离、以及优秀的 4k 摄像镜头,直接掀起了 2015 年的航拍风潮,也成为 2015 年最佳的航拍机。然而,大疆的创始人兼 CEO 汪滔,在采访里表示自己并没有参加精灵 3 的发布会,原因是“它并不如自己想像一般完美”。

可是,他对精灵 4 (DJI Phantom 4) 作出如此评价:

至今为止我最满意的产品,欢迎来到机器视觉的时代。

精灵 4,将会是大疆最强的“航拍机”吗?

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外表的改变

精灵 4 继承了精灵的一个很重要特征,就是:外观没什么变化(笑)。

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虽然精灵 4 使用了历代精灵相同的设计语言,但几乎在每一处细节上都作出改动。好不好看?见仁见智,但最少证明他们在设计上偷懒,暗地里其实花了不少工夫,包括:

  • 机身及遥控器改用抛光塑料;
  • 机体变得更胖;
  • 电池舱往上挪移,置于与马达同一水平;
  • 加大电池容量,改用 10 芯的平衡充电器;
  • 机臂电调散热栅格放大、灯号移往马达正下方;
  • 移除了大量不必要的细节,例如机臂的色条、机身的大疆徽章,机身变得更简洁;
  • 改用全新马达,使用悟 (Inspire 1) 类似的快拆桨;
  • 一体化机底:云台、视觉定位和超声模组全部藏在机底里;
  • 云台改为双臂式,金属支架加了哑光漆;
  • 取消云台原有的四个减震球,改用机体内的减震结构,
  • 全新起降脚架,天线密封于脚架内,不再外露。

精灵 4 与精灵 3 对比

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试飞与手感

精灵 4 的飞行姿态,与上一代的 精灵 3 虽然分别不大,但细节上却有所不同。由于精灵 4 的电池舱往上挪移,使重心更接近马达,使重量分布更平衡。在自稳模式下,精灵 4 明显比起精灵 3 更稳。我们尝试用手推动它(下方视频)(注意:危险动作,切勿模仿),摆动幅度比起精灵 3 还要少,亦预计抗风能力也有进一步的改善。

 

在操控方面,精灵 4 的手感比起精灵 3 较温柔,更容易进行细微而高精度的操作,但代价是灵活性下降。不过,要挑剔它不够灵活的话,只要我们把遥控拨入运动模式 (Sport mode),精灵 4 的反应就会变得极为灵敏,而且极速可以达 20m/s (72km/h)。最有趣的是:运动模式里设有一个像汽车的马达转速表,而且也像汽车一样的设有红区(防止马达过热而强制降速),藉着转速表监视马达状态。我们在测试时只小试一下运动模式,马达转速亦达到每分钟 7000 转以上的红区时,极速能高达 16.3m/s (58.7km/h)(下图,危险动作,请注意安全),要去到 20m/s,似乎需要一些技巧。

dji Phantom 4 Sport Mode

运动模式也突显了大疆对自己技术的信心:因为其实不少无人机经过调参后,都可以在没 GPS 的管制下狂飙 20m/s 或以上,但目前就只有精灵 4 才可以在 GPS 模式下,进行如此高速度的飞行。虽然精灵 4 在运动模式下不能使用计算机视觉的功能,但它仍然可以进行 GPS 自稳(下图),而且也可以透过 GPS 一键回航,这就不怕在乱飞时飞丢了无人机。

DJI Phantom 4 Sport Mode

续航力方面,我们估计因为测试机用的是全新电池,故此它未进入充电循环的最佳状态,所以目前实测的续航力仅与精灵 3 相若。但如果进入“运动模式”?那续航力将会大幅下降,几分钟就就唏哩花拉的烧掉 10% 的电力。

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摄影与图传

根据大疆的说法,精灵 4 的相机镜头在畸变上比精灵 3 降低了36%,色差降低了56%。但实际如何?下面视频对比能,看到两代精灵的总体拍摄质素分别并不太大,不过细节上的确是有所改进,以往偏蓝的情况已有改善,而夜拍亦有若干程度上的进步。


photos

精灵 4 新加入的 4k/30 帧 或 1080p/120 帧画质,对非专业用户基本上没太大意义;但 1080p/120 帧 可以在剪片时剪成慢动作影片,这就就有个很特别的意义:高空航拍本来因为视角关系,节奏本来就很慢,所以根本就没有人会在航拍上使用慢动作拍摄。但是:对于低空自拍的极限运动用户来说,可以用来剪成慢动作的 1080p/120 高帧率素材,却十分有用。而传说大疆会在精灵 4 上采用新一代的 Lightbridge 2 图传(实时影像传送)技术,但在精灵 4 推出后,大疆并没有公开相关的资料。本来精灵 3 那 5 公里的传输距离、720p 的高清图传画面、以及图传断掉后的恢复速度,都已经把竞争对手都吓得瓜子掉了一地,根本看不到大疆有改良图传的需要,我们在评测中亦不容易分辨出它有否改善。

然而,大疆还真的把它再改良──虽然只是在细节上的改良。

dji Phantom 4 fpv

大疆的 Lightbridge 图传虽然号称是 720p 高清画面,但估计为了加强图传的稳定性,无人机在传送影像前一般会先把画面压缩,结果在遥控器端上的画面,会出现颇严重的油画化现像。但我们在上图看到:虽然精灵 4 的图传细节还是会糊掉,但细节比精灵 3 稍有改善,整体来说更像是真正的 720p 高清。

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计算机视觉

诚然,精灵 4 的真正精萃,其实刚才汪滔所提的“机器视觉/计算机视觉”(Computer Vision) 技术。它在计算机视觉技术的最大优势,在于采用了双目定位技术。详情大家可重温:

究竟是什么黑科技,让大疆无人机不会撞墙?

在实际测试后,我们认为精灵 4 所采用计算机视觉技术绝非单纯的噱头,而是一项十分革命性的技术,其功能和可靠性也是一众无人机当中最好的。举例说,同样采用了双目定位技术、但尚未出货的的 Yuneec Typhoon H 当被怀疑造假时,Yuneec 的 CMO 颜安向爱范儿解释:“因为通常室内没有 GPS 信号,为了演示飞行的跟随效果,只能用 Motion Capture 动态捕捉来帮忙。”那代表了 Yuneec Typhoon H 当天所演示的跟踪和避障功能,很可能很大程度上仍然需要 GPS。

可是,精灵 4 能在完全没有 GPS 的室内环境,透过双目视觉精确的追踪目标(下图)。

DJI Phantom indoor Tracking

我们也分别试在几个光源不足的环境:包括下午六时被薄雾笼罩的郊野、阔宽而有足够光源的的室内环境,实际测试计算机视觉的可靠度,即使光源不太充足的环境下一样可靠。但当晚上带街灯的街道下,精灵 4 的计算机视觉就会始不能运作。下图是我们测试过的临界水平:在这亮度下,计算机视觉功能将偶尔失灵。

dji Phantom tracking

可是,电子设备这玩意总是会有小毛病,所以像零度探索者之流在使用“智能跟随”等计算机视觉的功能,零度限制用户必须在 8 米或以上高度才能使用;但大疆可能对自己的技术信心满满,所以在使用跟随时并没有设置高度限制,而我们偏偏就遇上了一次罕见的意外:“智能跟随”接近 1.7 米的高度突然失灵,然后我蹲下来检查遥控器时,精灵 4 突然往我面前冲过来,而自动避障都也没反应──幸好我当时蹲着,及时避过砍头之祸(下图)。我们强烈建议用户不要在 2 米或以下使用““智能跟随”功能,以察安全。

DJI Phantom 4 Accident

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指点与避障

大疆引入双目视觉技术后,给精灵 4 加入三个全新的功能:

  • 指点飞行
  • 自动避障
  • 智能跟随

我们原来十分期待“指点飞行”:原理上用户在屏幕画面点向山顶,无人机就飞往山顶,这更能让用户直观地、容易地操控无人机。但实际测试后,感觉并没有想像中的容易操控。它的最大难题是在二维的图传画面下,很难进行三维的操控:如果没有提早设置最大距离,当你启动“指点飞行”后,精灵 4 就会直冲往你指点的方向,但是,在整个“指点飞行”的操作里,最多只能控制它的速度,但不能控制它的飞行距离(下图):它会不断的往你指点的目标飞去,直至:1. 你最终还是要用遥控来手动介入来截停,或是 2. 遇到障碍触发“自动避障”。

DJI Phantom 4 Tap & Fly

自动避障是另一个科技界关注的重点功能。对于小白来说,大部份的炸机意外都是来自撞到障碍物:例如先前台北 101 大楼的意外、以及早前在大疆社群引来不少争议的室内炸机事件;但问题是精灵 4 目前亦只有前向双目感应器,因此它只能做到前向避障,在预防炸机上做到的亦十分有限。考虑到这个问题,大疆在视觉跟踪和回避上其实做了不少的预防工作,“智能跟随”途中,预设不让无人机向后倒退,遇上障碍时无人机亦预设成只能往上方回避(但都可以在设定里修改),就是要尽量避免让无人机往没有回避能力的方向自动绕行。

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然而,跟据大疆的说法:精灵 4 在“智能跟随”时遇上障碍物,会根据环境选择悬停或绕过障碍物继续飞行。但包括爱范儿在内的几个中外评测媒体,在评测时都未能成功在“智能跟随”时触发绕过障碍物:即使障碍物只是小小的一个路牌,稍稍挪移就能绕过(上图),但精灵 4 仍然只选择直接悬停。我们并不知道它在什么情况下能触发绕过障碍物。

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不是航拍机

如果说上两个新功能还是不够用,利用视觉跟踪技术的“智能跟随”,绝对会是精灵 4 杀手级功能。我们在试过了精灵 4 的智能跟随后,很认真的说:

精灵 4 不光是航拍机,它是一台真真正的“无人机”,一台飞行的机械人。

与 Yuneec 那种未发货的“双目避障”的不同,零度探索者早在去年已引入视觉跟随技术,直接透过镜头锁定跟随对象来跟随。但是零度探索者没有双目感应器,其视觉跟随的可靠性并不太好。相比之下,大疆的“智能跟随”定位更准确、响应更快速、而且操控更简单。

精灵 4 的“智能跟随”,是个很智能化的“视觉追随”。它的最大特点有三:

DJI Phantom 4 Optical Tracking

首先,“智能跟随”非常可靠。我们做了数十次“智能跟随”测试,除了对像被长时间遮挡之外,其馀无论是快跑、快速转向、以致对象被短时间挡住,无人机仍然能很稳妥的锁定对象来追踪(上图)。

其次,“智能跟随”十分直观。它不用很烦复的设定,只需要进入“智能跟随”功能后,用手指直接在屏幕上想跟随的对象上画个方格,系统就会自动跟随,完全自动化。

最后,飞手可以在“智能跟随”中让透过摇杆改变飞行轨迹,轻易的达至各种华丽的花式拍摄技巧(下图)。

DJI Phantom 4 Active Tracking

诚然,很少人在超过 30 米的高空航拍上使用跟踪功能,原因是高空拍摄下,被跟踪的对象会变很细小,加上大疆的双目技术的高度/距离限制为 15 米,故此“智能跟随”这调调儿根本不适合航拍,而更大程度上是针对无人机的新场景:自拍。目前,大疆已称霸无人机市场,但为了进一步发展,他们不可能单纯依赖航拍潮流。

我们相信“智能跟随”功能将会很在航拍之外吸引不同的新用户群,包括想自拍的游客、或是想拍微电影的独立制片者。简言之,精灵 4 的“智能跟随”功能,将会开拓“航拍”以外商机的重要武器。

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买不买精灵 4?

目前大疆的无人机在技术上仍然是冠绝同行,而精灵 4 目前除了是最佳的“航拍机”,更是最佳的“无人机”。

精灵 4 的最大突破在于加入“计算机视觉”,我们觉得它是无人机的一个重要的里程碑,使无人机的智能水平由“GPS”世代进化到“视觉世代”。但是我们并不认同 The Verge 所说的“精灵 4 是任何人都能开的无人机”,只有前向避障的它不见得安全得连 3 岁小孩也会玩,而有效范围只有 15 米的视觉定位,对高空航拍的作用也很有限。

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可是,这套全新的视觉追踪系统,绝对会是自拍发烧友的最爱吧。

优点:

  • 加入前向避障、新的冗余设计等,是目前最好、最稳定、最安全的的消费级无人机;
  • 智能跟随功能很强大,极度准确、方便、易用;
  • 少数能在室内安全飞行的无人机(视乎室内环境);
  • 十分强悍的运动模式。

缺点:

  • 外表依旧沉闷,只有前向避障;
  • 30 米以上高空的航拍能力,提升幅度不多;
  • 价钱不降反升(人民币 8,999 元),依旧昂贵;
  • 体积和重量不降反升,仍然叫不上便携。

要不要买一台?

  • 如果是无人机的初手,想买一台入门级无人机,精灵 4 绝对是目前最好的选择;
  • 如果你想在航拍之外,想多拍一些场景:例如旅游、家庭生活或微电影等,精灵 4 亦十分适合;
  • 如果你已经有一台精灵 3,正在考虑要不要升级?这要视乎你是否只用无人机来拍航拍;
  • 如果你只关注航拍,单纯想为自己的航拍机升级?精灵 4 在高空航拍上的升级幅度不算十分明显;
  • 资金比较紧绌的?可以考虑精灵 3。精灵 3 虽然是去年的产品,但在不少方面仍然远胜任何其它品牌的全新机种。

 

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