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大疆Spark國內首亮相,5iMX獨家揭秘幕後設計歷程

文/圖 辰一

雖然5iMX早已體驗到了Spark這款全新的掌上無人機, 測評也正在進行中, 但為了滿足各位的好奇心, 5iMX在5月31日應邀參加了大疆在北 京舉辦的“點亮精彩瞬間”新品見面會,

這是繼Spark在美國紐約發佈後首次在國內亮相。 同時, 通過對大疆研發工程師的專訪, 5iMX還瞭解到了Spark幕後設計歷程和故事, 一起來看看。

見面會環節

見面會現場, 大疆市場部品牌經理鄧睿豪為到場嘉賓介紹了Spark的故事,

同時, 一台Spark從大廳一側飛向舞臺中央, 降落在了他的手上。 接著, DJI現場展示了Spark的手勢控制功能, 即不使用遙控器和智慧手機的情況下, 通過輕觸兩次電源鍵即可從手掌起飛。 展示了包括手勢操控調整位置、示意飛遠並用手勢自拍、手勢號回以及掌上降落等過程。

演講結束之後, 現場嘉賓去到戶外高爾夫球場對Spark進行了上手體驗。 戶外展示了Spark的新功能, 包括“沖天”、“漸遠”、“環繞”和“螺旋”, 著重體驗了手勢控制功能。 關於體驗如何, 大家不妨參考5iMX評測室發佈的Spark上手體驗文章和解析文章, 這裡就不再贅述了。

媒體群訪環節

由大疆的公關總監王帆和戰略總監張曉楠共同主持, 向各個媒體解答關於Spark方方面面的問題。 下面是篩選過的問題及回答:

提問:為什麼Spark沒有做可折疊的那種設計?

王帆:我們在半年前推出了到現在為止大疆少數可折疊的產品之一, 就是MavicPro, 它是消費級裡面唯一的可折疊產品, 當時廣受好評, 應用場景大大增加。 這款Spark也是想沖著這個方向去努力, 但是發現,

目前為止我們現階段的技術做到目前這個大小和整合已殊為不易。

提問:主要的難度在哪兒?安全性還是別的原因?

王帆:比如說散熱, 還有電機、電調的佈置, 沒有非常複雜的原因。 從礦泉水瓶做到易開罐大小, 我們一直引領這個行業的技術進步。 這個技術包括安全技術, 也包括智慧飛行、人機交互的技術, 同時包含了把體積減少、提升應用場景、用更合適的價格面對消費者等。 這是一個商業模式。 因為做實業, 每一款產品都要賣給消費者, 這些考慮的因素特別多。 能不能折疊只是其中之一。

張曉楠:重量和大小是有關係的。

提問:Spark的價格3299元和精靈3SE非常接近, 大家可能就會陷入選擇恐懼症, 有沒有考慮做出來價格更加低一些的?當然價格低一方面是成本,

一方面是參考市場競爭對手的價格。 目前來看, 三千多的價格還是有點高, 你們怎麼考慮的?

王帆:這個主要還是成本構成來說的。 大疆的風格, 我們一般看自己, 主要還是“以我為主”。 當然也要考慮海外的市場, 你們看一下我們發佈每一款產品的全球價格, 換算人民幣或者美元都差不多。 定價區域不只是中國, 你幾個區域價格不能差太大, 所以我們綜合很多考慮, 定了3299元的價格。

提問:有沒有考慮到Spark對於人的危險性?

王帆:所有的手勢起飛, 我們一方面在DJI的應用程式內嵌視頻, 還有各種各樣的線上管道, 盡我們所能讓入門使用者有正確的認識, 也不懼怕、也不托大, 比較正確的認識這個產品。 比如從今天5月31號開始,大家走進我們大疆全國範圍內的授權體驗店,都可以拿到Spark的樣機去玩。我們的銷售人員會告訴你,該如何注意使用當中的安全,之後才告訴你具體怎麼玩。

張曉楠:你說的這幾個情況後面會不會有障礙物,或者往後退撞到障礙物,我們新產品發出來我們會收集客戶意見。這些意見回饋出來,因為這個撞到飛機的話,我們會在APP里加更多提示去提醒用戶,這個是雙方交互的過程。

專訪大疆研發工程師

他提到,其實Spark立項也有一年多的時間,從最簡單的構思開始——要做出一款具備獨特交互體驗的小型智慧航拍機,使無人機更貼近生活。

雖有前輩Mavic打下的堅石,但Spark的研發也不異於從0到1。比如如何有限時間內無數個可能性之間做出正確選擇、在技術與藝術面前找到最恰到好處的答案、在錯綜複雜的技術架構中重構一個極簡的過程、推進實現簡單易用的用戶體驗。於是開始在全公司集思廣益讓方案慢慢成型,逐步把大疆的多年積累的一些技術解密出來,從遊擊隊到正規軍,從demo到量產。

“曉”有多小?它有哪些硬體?

“曉”有多小?它只有巴掌大小,是名副其實的一台“掌機”(5iMX上手體驗Spark文章可看大小)。但“麻雀雖小,五臟俱全”,大疆第一次把兩軸機械增穩雲台、高精度鏡頭、兩組相機、3D傳感系統、紅外測高模組、GPS/GLONASS、IMU、24顆核心等這麼多精密感測器,壓縮在如此令人驚歎的體積,只有300克,這是任何現有巴掌體積航拍機所能達到的極限。

哪怕小,也只有結合避障功能,具備了以GPS飛控系統為基礎的自主飛行能力,才能具備電子圍欄技術,才能在合法飛行區域中享受飛行與航拍的樂趣,才能確保最最基本的安全穩定。這是現有市場上大部分小型機產品,沒有堅守的基本標準。但我們設計產品之初,便堅定不移認為這是一個必須。這是在斑馬線上睜著眼睛走路與閉著眼睛走路的區別。

創造Spark有哪些難度?

創造Spark,最大的挑戰在於把這麼多東西塞到那麼小的空間裡,要同時兼顧成本、可生產性、可靠性、散熱、減震、動力效率、電磁干擾、射頻性能,那麼系統功能更是一件難上加難的事。

為了在結構把雲台和飛控的減震支架合併,大疆做了無數次實驗。為了減少不同環境對指南針的干擾,許多其他模組為此做了專門的軟體優化。Spark的機臂很小,要把電調連接線和身體主控連接起來,我們得改變傳統的辦法,把五根連接線做成了三根並確保其性能,付出了很大努力。

FlightAutonomy 中的視覺定位系統,就是基於這些基礎來感知立體資訊,計算位置和速度。過程中我們挑戰過在各種高低不平場景的穩定性(如樓梯)、貼地高速飛行、高空等性能,調優後能夠讓Spark在複雜環境下仍能保持精准懸停與即時感知障礙物。

這些不同模組之間各司其職,彼此緊密協調溝通,聚合成一個完美的獨立個體。在狹小空間中穿越飛行,就猶如空中一條平穩的滑軌。不僅如此之穩,我們確保其性能的前提下,Spark還能達到機動性的釋放,在運動檔下可達到50公里/小時。

手勢控制是如何設計與實現的呢?

首先我們都是星戰迷,感受到原力這種古老而神奇的力量,猶如一種命運感召,不遺餘力要完成這項偉大的絕地復興使命。(哈哈開玩笑的)

事實上我們從用戶場景出發,認為交互一定首先得是人類本能的,一種自然而然的操控方式。我們期待使用者不需要理解任何“遙控器通道”、“杆量”、“飛行姿態”、“橫滾俯仰油門”這些晦澀難懂的概念,只需簡單地認知,手勢是一種人與人之間最原始交流的方式。在人機交互當中,你能夠與曉進行直接溝通。你做出一個手勢,她“曉得了”即點頭並做出回應,有來有往,彼此形成一種默契。

因而我們研究了大量的手語,也參考了機場停機坪操作手如何表達複雜的組合性指令,設計了很多套控制手勢,想辦法與飛行器的感測器結合起來。

簡單而言,除了主要用以航拍的攝像頭,Spark的額頭還有一個小型深度相機(TOF),不斷採集三維空間裡的手勢視覺資訊。採集到的這些手勢圖像傳輸給飛行器 CPU 進行運算分析,完成後給飛行器發送特定的指令。在現有手勢識別演算法無法滿足感測器要求的情況下,我們的工程師為了確保飛行器能對近距離的用戶手勢進行快速、準確的回應,從最底層開始重寫所有模組,演算法上做了大量的優化。

AR指點飛行功能如何實現?

很多年以來,學會飛行一直是很麻煩的事情,你極容易在多通道按鍵的傳統遙控器面前不知所措、一臉懵逼。即使一些廠家採取虛擬搖杆的方式在手機上操控飛行器,也只是照搬物理遙控器,需要左右手精細配合才能控制好。尤其是支持室內飛行的小型機,稍有不慎緊張操作即刻失控碰壁。

所以我們決定勇敢先邁出無人機行業的這一步,用觸控式螢幕上最簡單的對話模式——[點擊],並輔助增強現實的辦法來解決“去一個地方”的命題。

為了確保在室內的狹小空間也能安全抵達目的地,我們乾脆就直接挑戰研發辦公室裡貫穿南北的狹長通道,從最初的磕磕碰碰,通過不斷調試,最終使其在窄距空間也能自如穿行。為此我們前臺的保安大哥在深夜的時候經常會被呼嘯而過的Spark驚嚇到。

目的地會顯示一個 AR 圓盤貼附在地面上,這是通過計算雲台的角度、相機 FOV 角以及當前飛行器的高度進行空間假設而顯示出來的,是我們迄今為止最為直觀的一種目的地顯示辦法,做到了真正的“所見即所達”。

更令人驚歎的是,我們的工程師甚至做到了當你點擊的目標點前方有障礙物,Spark會提前尋找空間自動繞行過去!這得益於強大的整機性能基礎與深度相機達到精准視覺定位,讓Spark在立體空間裡能不斷感知周圍事物並進行自主導航。

一鍵短片功能是如何做到呢?

我們先研究了大量用戶使用飛行器進行自拍的視頻,分析其背後推動此分享行為的深層原因,得出以下三個結論:

我是誰(要有特寫)

我在哪(要有遠景)

我很酷(要有音樂)

要滿足這三點,我們的工程師為此升級了[智慧跟隨]的技術方案。飛行器會根據鎖定的目標,自動執行特定飛行軌跡並錄製一段視頻。有了基本思路,就可以通過最優秀的電影鏡頭語言,把Spark的空中滑軌潛能給釋放出來,最終最終確定了“沖天”、“漸遠”、“環繞”、“螺旋”四種拍攝軌跡。

不只是讓人物處於畫面中央,我們還特意考慮了地平線與人物構圖的關係,使得鏡頭遠離的時候還能出現1/3的黃金分割地平線。而在“螺旋”動作模式中,為了達到一個優美的拍攝曲線,也參考了斐波納切數列。

想達到一個最佳的10秒短片,我們在App中把視頻的中間部分進行抽幀壓縮,讓這片子能達到從特寫到遠景的最佳過渡。同時邀請了國內外幾個新銳的作曲為我們這個功能創作了大量10s原創音樂。

從場景上考慮,你在執行動作模式的過程當中,若需要釋放雙手進行歡呼,相信雙指上滑的全屏鎖屏功能可以帶給你驚喜。這時手機揣褲兜裡不必擔心誤觸,飛行器完成模式拍攝後將會自動返回到你面前,就像一個迴旋鏢。

這就是誠意滿滿的“一鍵短片”功能,融合了我們研發對用戶需求的挖掘、理解與技術積累,讓原來需要複雜操作才能完成的動作,變得無比簡單。

大疆研發工程師還有話想說

我們很長時間都只是為Spark保持一個特定的研發代號,直到接近發佈的時刻才知道她的名字——曉,這一刻仿佛賦予了其靈魂。對於我們來說,也賦予了我們存在與努力的意義。

我們和深圳這個城市一樣年輕、大膽,勇於突破自己。研發的工程師們都來自全國不同地方,有很多主力甚至是剛畢業的應屆生,彼此純粹、重視溝通,大家在模組的成本、重量、功耗中找到平衡點,反復反覆運算設計以得到最好的系統性能。

研發樓層裡有一個空曠的室內飛場,因為不停地有很多飛行器盤旋在半空進行調試,聲音很大。因此這裡常常有激烈的辯論,彼此表達觀點,俗稱“當面撕逼”。我們一旦確定了解決辦法,肯定、乾脆,大家即刻會快速執行出來並迅速反覆運算。

在產品 Proposal 階段,我們專案組就要求相關模組的同事一起協同完成,集思廣益、人人參與。隨著產品開發過程的深入,會指定相應系統應用級的功能代表來以最終用戶體驗的角度來驅動功能反覆運算開發。大家一起緊密協調,簡化應用場景,精簡功能邏輯。

回想這一切,都讓我們感到Spark 的面世,濃縮了我們的理想、才智、堅持不懈的努力與對極致產品的追求,意義非凡。

人生有很多美妙的時刻,家人一起的時光、與好友們的親密無間、自己與世界的對話,這些美好記憶,都值得用獨特的鏡頭記錄下來。我們盡最大的能力將Spark設計得無比簡單,讓你在任何時候想起這些珍貴時刻,永不忘懷。

關於這次北 京之行,5iMX還錄製了“遊記”視頻,敬請期待。

比如從今天5月31號開始,大家走進我們大疆全國範圍內的授權體驗店,都可以拿到Spark的樣機去玩。我們的銷售人員會告訴你,該如何注意使用當中的安全,之後才告訴你具體怎麼玩。

張曉楠:你說的這幾個情況後面會不會有障礙物,或者往後退撞到障礙物,我們新產品發出來我們會收集客戶意見。這些意見回饋出來,因為這個撞到飛機的話,我們會在APP里加更多提示去提醒用戶,這個是雙方交互的過程。

專訪大疆研發工程師

他提到,其實Spark立項也有一年多的時間,從最簡單的構思開始——要做出一款具備獨特交互體驗的小型智慧航拍機,使無人機更貼近生活。

雖有前輩Mavic打下的堅石,但Spark的研發也不異於從0到1。比如如何有限時間內無數個可能性之間做出正確選擇、在技術與藝術面前找到最恰到好處的答案、在錯綜複雜的技術架構中重構一個極簡的過程、推進實現簡單易用的用戶體驗。於是開始在全公司集思廣益讓方案慢慢成型,逐步把大疆的多年積累的一些技術解密出來,從遊擊隊到正規軍,從demo到量產。

“曉”有多小?它有哪些硬體?

“曉”有多小?它只有巴掌大小,是名副其實的一台“掌機”(5iMX上手體驗Spark文章可看大小)。但“麻雀雖小,五臟俱全”,大疆第一次把兩軸機械增穩雲台、高精度鏡頭、兩組相機、3D傳感系統、紅外測高模組、GPS/GLONASS、IMU、24顆核心等這麼多精密感測器,壓縮在如此令人驚歎的體積,只有300克,這是任何現有巴掌體積航拍機所能達到的極限。

哪怕小,也只有結合避障功能,具備了以GPS飛控系統為基礎的自主飛行能力,才能具備電子圍欄技術,才能在合法飛行區域中享受飛行與航拍的樂趣,才能確保最最基本的安全穩定。這是現有市場上大部分小型機產品,沒有堅守的基本標準。但我們設計產品之初,便堅定不移認為這是一個必須。這是在斑馬線上睜著眼睛走路與閉著眼睛走路的區別。

創造Spark有哪些難度?

創造Spark,最大的挑戰在於把這麼多東西塞到那麼小的空間裡,要同時兼顧成本、可生產性、可靠性、散熱、減震、動力效率、電磁干擾、射頻性能,那麼系統功能更是一件難上加難的事。

為了在結構把雲台和飛控的減震支架合併,大疆做了無數次實驗。為了減少不同環境對指南針的干擾,許多其他模組為此做了專門的軟體優化。Spark的機臂很小,要把電調連接線和身體主控連接起來,我們得改變傳統的辦法,把五根連接線做成了三根並確保其性能,付出了很大努力。

FlightAutonomy 中的視覺定位系統,就是基於這些基礎來感知立體資訊,計算位置和速度。過程中我們挑戰過在各種高低不平場景的穩定性(如樓梯)、貼地高速飛行、高空等性能,調優後能夠讓Spark在複雜環境下仍能保持精准懸停與即時感知障礙物。

這些不同模組之間各司其職,彼此緊密協調溝通,聚合成一個完美的獨立個體。在狹小空間中穿越飛行,就猶如空中一條平穩的滑軌。不僅如此之穩,我們確保其性能的前提下,Spark還能達到機動性的釋放,在運動檔下可達到50公里/小時。

手勢控制是如何設計與實現的呢?

首先我們都是星戰迷,感受到原力這種古老而神奇的力量,猶如一種命運感召,不遺餘力要完成這項偉大的絕地復興使命。(哈哈開玩笑的)

事實上我們從用戶場景出發,認為交互一定首先得是人類本能的,一種自然而然的操控方式。我們期待使用者不需要理解任何“遙控器通道”、“杆量”、“飛行姿態”、“橫滾俯仰油門”這些晦澀難懂的概念,只需簡單地認知,手勢是一種人與人之間最原始交流的方式。在人機交互當中,你能夠與曉進行直接溝通。你做出一個手勢,她“曉得了”即點頭並做出回應,有來有往,彼此形成一種默契。

因而我們研究了大量的手語,也參考了機場停機坪操作手如何表達複雜的組合性指令,設計了很多套控制手勢,想辦法與飛行器的感測器結合起來。

簡單而言,除了主要用以航拍的攝像頭,Spark的額頭還有一個小型深度相機(TOF),不斷採集三維空間裡的手勢視覺資訊。採集到的這些手勢圖像傳輸給飛行器 CPU 進行運算分析,完成後給飛行器發送特定的指令。在現有手勢識別演算法無法滿足感測器要求的情況下,我們的工程師為了確保飛行器能對近距離的用戶手勢進行快速、準確的回應,從最底層開始重寫所有模組,演算法上做了大量的優化。

AR指點飛行功能如何實現?

很多年以來,學會飛行一直是很麻煩的事情,你極容易在多通道按鍵的傳統遙控器面前不知所措、一臉懵逼。即使一些廠家採取虛擬搖杆的方式在手機上操控飛行器,也只是照搬物理遙控器,需要左右手精細配合才能控制好。尤其是支持室內飛行的小型機,稍有不慎緊張操作即刻失控碰壁。

所以我們決定勇敢先邁出無人機行業的這一步,用觸控式螢幕上最簡單的對話模式——[點擊],並輔助增強現實的辦法來解決“去一個地方”的命題。

為了確保在室內的狹小空間也能安全抵達目的地,我們乾脆就直接挑戰研發辦公室裡貫穿南北的狹長通道,從最初的磕磕碰碰,通過不斷調試,最終使其在窄距空間也能自如穿行。為此我們前臺的保安大哥在深夜的時候經常會被呼嘯而過的Spark驚嚇到。

目的地會顯示一個 AR 圓盤貼附在地面上,這是通過計算雲台的角度、相機 FOV 角以及當前飛行器的高度進行空間假設而顯示出來的,是我們迄今為止最為直觀的一種目的地顯示辦法,做到了真正的“所見即所達”。

更令人驚歎的是,我們的工程師甚至做到了當你點擊的目標點前方有障礙物,Spark會提前尋找空間自動繞行過去!這得益於強大的整機性能基礎與深度相機達到精准視覺定位,讓Spark在立體空間裡能不斷感知周圍事物並進行自主導航。

一鍵短片功能是如何做到呢?

我們先研究了大量用戶使用飛行器進行自拍的視頻,分析其背後推動此分享行為的深層原因,得出以下三個結論:

我是誰(要有特寫)

我在哪(要有遠景)

我很酷(要有音樂)

要滿足這三點,我們的工程師為此升級了[智慧跟隨]的技術方案。飛行器會根據鎖定的目標,自動執行特定飛行軌跡並錄製一段視頻。有了基本思路,就可以通過最優秀的電影鏡頭語言,把Spark的空中滑軌潛能給釋放出來,最終最終確定了“沖天”、“漸遠”、“環繞”、“螺旋”四種拍攝軌跡。

不只是讓人物處於畫面中央,我們還特意考慮了地平線與人物構圖的關係,使得鏡頭遠離的時候還能出現1/3的黃金分割地平線。而在“螺旋”動作模式中,為了達到一個優美的拍攝曲線,也參考了斐波納切數列。

想達到一個最佳的10秒短片,我們在App中把視頻的中間部分進行抽幀壓縮,讓這片子能達到從特寫到遠景的最佳過渡。同時邀請了國內外幾個新銳的作曲為我們這個功能創作了大量10s原創音樂。

從場景上考慮,你在執行動作模式的過程當中,若需要釋放雙手進行歡呼,相信雙指上滑的全屏鎖屏功能可以帶給你驚喜。這時手機揣褲兜裡不必擔心誤觸,飛行器完成模式拍攝後將會自動返回到你面前,就像一個迴旋鏢。

這就是誠意滿滿的“一鍵短片”功能,融合了我們研發對用戶需求的挖掘、理解與技術積累,讓原來需要複雜操作才能完成的動作,變得無比簡單。

大疆研發工程師還有話想說

我們很長時間都只是為Spark保持一個特定的研發代號,直到接近發佈的時刻才知道她的名字——曉,這一刻仿佛賦予了其靈魂。對於我們來說,也賦予了我們存在與努力的意義。

我們和深圳這個城市一樣年輕、大膽,勇於突破自己。研發的工程師們都來自全國不同地方,有很多主力甚至是剛畢業的應屆生,彼此純粹、重視溝通,大家在模組的成本、重量、功耗中找到平衡點,反復反覆運算設計以得到最好的系統性能。

研發樓層裡有一個空曠的室內飛場,因為不停地有很多飛行器盤旋在半空進行調試,聲音很大。因此這裡常常有激烈的辯論,彼此表達觀點,俗稱“當面撕逼”。我們一旦確定了解決辦法,肯定、乾脆,大家即刻會快速執行出來並迅速反覆運算。

在產品 Proposal 階段,我們專案組就要求相關模組的同事一起協同完成,集思廣益、人人參與。隨著產品開發過程的深入,會指定相應系統應用級的功能代表來以最終用戶體驗的角度來驅動功能反覆運算開發。大家一起緊密協調,簡化應用場景,精簡功能邏輯。

回想這一切,都讓我們感到Spark 的面世,濃縮了我們的理想、才智、堅持不懈的努力與對極致產品的追求,意義非凡。

人生有很多美妙的時刻,家人一起的時光、與好友們的親密無間、自己與世界的對話,這些美好記憶,都值得用獨特的鏡頭記錄下來。我們盡最大的能力將Spark設計得無比簡單,讓你在任何時候想起這些珍貴時刻,永不忘懷。

關於這次北 京之行,5iMX還錄製了“遊記”視頻,敬請期待。

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