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設(shè)備與工具5 月 24 日，DJI 發(fā)布了“曉”Spark 無人機（點擊藍字了解詳情），它顛覆了此前人們對于 DJI 無人機的認知，巴掌大的 Spark 蘊藏著巨大能量，創(chuàng)造了 DJI 無人機中許多個第一。掌上起落、手勢控制、一鍵短片等功能讓人眼前一亮。如此有“魔力”的 Spark 是如何誕生的？DJI 研發(fā)團隊帶你揭秘 Spark 幕后的設(shè)計歷程。
DJI - “曉” Spark - 捕捉精彩瞬間
歷經(jīng)一年多時間，我們從最簡單的構(gòu)思開始——要做出一款具備獨特交互體驗的小型智能航拍無人機，使無人機更貼近生活。于是開始在 DJI 集思廣益慢慢讓方案成型，逐步把我們這些年積累起來的一些技術(shù)解密出來，從游擊隊到正規(guī)軍，從 demo 到量產(chǎn)。如今產(chǎn)品發(fā)布，回想那些很有意思的產(chǎn)品打磨歷程，在此與大家分享。
從 0 到 1 對于腦洞大開的我們而言困難并不大，但如何在有限時間內(nèi)在無數(shù)個可能性之間做出正確選擇、在技術(shù)與藝術(shù)面前找到最恰到好處的答案、在錯綜復(fù)雜的技術(shù)架構(gòu)中重構(gòu)一個極簡的工程、推進實現(xiàn)簡單易用的用戶體驗、從 1 臺到 10 萬臺...這才極富挑戰(zhàn)，也是最令我們興奮無比的部分。
她是我們所有人的親生寶貝，剛剛呱呱墜地，呈現(xiàn)在你們面前。她叫“曉”Spark，簡單純粹。
小而簡單，不簡單
“曉”有多小？只有巴掌大小，是名副其實的一臺“掌機”?！奥槿鸽m小，五臟俱全”，我們第一次把這么多精密傳感器，壓縮在如此令人驚嘆的體積，同時，重量也只有 300 克。
DJI 不同系列無人機
即使小，也不忘保留兩軸機械增穩(wěn)云臺與高精度鏡頭，使拍攝畫面平穩(wěn)出眾。
即使小，卻也具備兩組相機、3D 傳感系統(tǒng)、紅外測高模塊、GPS / GLONASS 雙模衛(wèi)星定位系統(tǒng)、高精度慣性測量單元以及 24 核高性能計算單元，使其穩(wěn)定、安全、聰明。
即使小，也只有結(jié)合避障功能，具備了以 GPS 飛控系統(tǒng)為基礎(chǔ)的自主飛行能力，才能具備電子圍欄技術(shù)，才能在合法飛行區(qū)域中享受飛行與航拍的樂趣，才能確保最最基本的安全穩(wěn)定。這是我們設(shè)計產(chǎn)品之初，便堅定不移認為的必須要素。可以說，是否具備這項要素，是在斑馬線上睜著眼睛走路與閉著眼睛走路的區(qū)別。
因此她不是一個玩具，而是具備感知、懂得思考的一個活著的智能生物。
創(chuàng)造 Spark，最大的挑戰(zhàn)在于把這么多東西塞到那么小的空間里，要同時兼顧成本、可生產(chǎn)性、可靠性、散熱、減震、動力效率、電磁干擾、射頻性能，那么系統(tǒng)功能更是一件難上加難的事。
為了在結(jié)構(gòu)把云臺和飛控的減震支架合并，我們做了無處次實驗。為了減少不同環(huán)境對指南針的干擾，許多其他模塊為此做了專門的軟件優(yōu)化。Spark 的“手臂”很小，要把各種根筋（電調(diào)連接線）和身體（主控）連接起來，我們得改變傳統(tǒng)的辦法，把五根筋做成了三根并確保其性能，為此付出了很大的努力。
FlightAutonomy 中的視覺定位系統(tǒng)，就是基于這些基礎(chǔ)來感知立體信息，計算位置和速度的。過程中我們挑戰(zhàn)過 Spark 在各種高低不平場景的穩(wěn)定性（如樓梯），和她貼地高速飛行、高空飛行等性能，調(diào)優(yōu)后能夠讓 Spark 在復(fù)雜環(huán)境下仍能保持精準懸停與實時感知障礙物。
這些不同模塊之間各司其職，彼此緊密協(xié)調(diào)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(wěn)的滑軌。不僅如此穩(wěn)定，在確保其性能的前提下，Spark 還能達到機動性的釋放，在運動檔下竟可達到 50 公里/小時。靜如處子，動如脫兔！
本能的，極簡手勢控制交互
從口袋拿出 Spark，電源啟動后，在 10 秒內(nèi)即可完成人臉掃描并從你掌上起飛*，你使用手掌控制飛行器移動，她完成自動跟隨、拍照等一系列動作后返回到你的掌心。我們內(nèi)部稱之“脫控一條龍”，因為通過手勢控制，你無需依賴任何控制設(shè)備！
*使用該功能時，建議搭配槳葉保護罩
那么，這個計算機視覺交互的里程碑是如何實現(xiàn)的呢？
首先我們都是星戰(zhàn)迷，感受到原力這種古老而神奇的力量，猶如一種命運感召，不遺余力要完成這項偉大的絕地復(fù)興使命。（呵呵，開玩笑）
事實上我們從用戶場景出發(fā)，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。我們期待用戶不需要理解任何“遙控器通道”、“桿量”、“飛行姿態(tài)”、“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 Spark 進行直接溝通。你做出一個手勢，她“曉得了”即點頭并做出回應(yīng)，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復(fù)雜的組合性指令，設(shè)計了很多套控制手勢，想辦法與飛行器的傳感器結(jié)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），不斷采集三維空間里的手勢視覺信息。采集到的這些手勢圖像傳輸給飛行器CPU進行運算分析，完成后給飛行器發(fā)送特定的指令。在現(xiàn)有手勢識別算法無法滿足傳感器要求的情況下，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、準確地響應(yīng)，從最底層開始重寫所有模塊，算法上做了大量的優(yōu)化，讓 Spark 真正成為了你手臂的延伸。
AR 指點飛行，所見即可達
這一次，我們把去一個地方這回事，做到了極簡。這是為 Spark 全新設(shè)計的 AR 指點功能，你只需要在手機屏幕上輕輕一點，一個目標即刻生成在世界坐標當中，飛行器隨即沿著此目標安全抵達！
很多年以來，學(xué)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(tǒng)遙控器面前不知所措。即使采用虛擬搖桿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(nèi)飛行的小型機，稍有不慎緊張操作即刻失控碰壁。
當前無人駕駛話題熱火朝天，因為技術(shù)的發(fā)展允許大家敢于向傳統(tǒng)發(fā)問，我們要開車去一個地方為什么還要學(xué)會各種操作、學(xué)會剎車、學(xué)會方向盤？在不遠的未來，我們不再需要學(xué)習(xí)復(fù)雜的駕駛。
我們決定勇敢先邁出無人機行業(yè)的這一步，用觸摸屏上最簡單的交互方式——［點擊］，并輔助增強現(xiàn)實的辦法來解決“去一個地方”的命題。
交互很簡單，但一定要確保在室內(nèi)的狹小空間也能安全抵達目的地，我們干脆就直接挑戰(zhàn)研發(fā)辦公室里貫穿南北的狹長通道，從最初的磕磕碰碰，通過不斷調(diào)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(jīng)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，這是通過計算云臺的角度、相機 FOV 角以及當前飛行器的高度進行空間假設(shè)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”。
更令人驚嘆的是，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！這得益于 Spark 強大的整機性能基礎(chǔ)與深度相機達到精準視覺定位，讓她在立體空間里能不斷感知周圍事物并進行自主導(dǎo)航。
一鍵短片，即刻分享
“到手即飛”是我們很長時間以來的一個研發(fā)思路，也是許多消費級航拍機的產(chǎn)品定位。但這一次我們嘗試了更進一步，往“到手即出片”的方向突破，做到了把確定拍攝對象、進行拍攝、調(diào)色剪輯并分享的過程，簡化到“一鍵即可出片”。
在這個閉環(huán)里，只需輕輕一點，Spark 立即以你為中心拍出一個高質(zhì)量的 10 秒航拍視頻。
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，分析其背后推動此分享行為的深層原因，得出以下三個結(jié)論：
1. 我是誰（要有特寫）
2. 我在哪（要有遠景）
3. 我很酷（要有音樂）
要滿足這三點，我們的工程師為此升級了“智能跟隨”的技術(shù)方案。飛行器會根據(jù)鎖定的目標，自動執(zhí)行特定飛行軌跡并錄制一段視頻。有了基本思路，就可以通過最優(yōu)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(huán)繞”、“螺旋”四種拍攝軌跡。
不只是讓人物處于畫面中央，我們還特意考慮了地平線與人物構(gòu)圖的關(guān)系，使得鏡頭遠離的時候還能出現(xiàn) 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(yōu)美的拍攝曲線，也參考了斐波納切數(shù)列。
想達到一個最佳的 10 秒短片，我們在 DJI GO 4 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(nèi)外幾個新銳的作曲為我們這個功能創(chuàng)作了大量 10 秒原創(chuàng)音樂。
從場景上考慮，你在執(zhí)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。這時手機揣褲兜里不必擔心誤觸，飛行器完成模式拍攝后將會自動返回到你面前，就像一個回旋鏢。
這就是誠意滿滿的“一鍵短片”功能，融合了我們研發(fā)對用戶需求的挖掘、理解與技術(shù)積累，讓原來需要復(fù)雜操作才能完成的動作，變得無比簡單。
生于大疆，意義非凡
我們很長時間都只是為 Spark 保持一個特定的研發(fā)代號，直到接近發(fā)布的時刻才知道她的名字，這一刻仿佛賦予了其靈魂。對于我們來說，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，勇于突破自己。研發(fā)的工程師們都來自不同地方，有很多主力甚至是剛畢業(yè)的應(yīng)屆生，彼此純粹、重視溝通，大家在模塊的成本、重量、功耗中找到平衡點，反復(fù)迭代設(shè)計以得到最好的系統(tǒng)性能。
研發(fā)樓層里有一個空曠的室內(nèi)飛場，因為不停地有很多飛行器盤旋在半空進行調(diào)試，聲音很大。因此這里常常有激烈的辯論，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、干脆，大家即刻會快速執(zhí)行出來并迅速迭代。
在產(chǎn)品Proposal階段，我們項目組就要求相關(guān)模塊的同事一起協(xié)同完成，集思廣益、人人參與。隨著產(chǎn)品開發(fā)過程的深入，會指定相應(yīng)系統(tǒng)應(yīng)用級的功能代表來以最終用戶體驗的角度來驅(qū)動功能迭代開發(fā)。大家一起緊密協(xié)調(diào)，簡化應(yīng)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(chǎn)品的追求，意義非凡。
致力于用技術(shù)與創(chuàng)新力為世界帶來全新視角，公司以“未來無所不能”為主旨理念，在無人機系統(tǒng)、手持影像系統(tǒng)與機器人教育領(lǐng)域成為業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的品牌，以一流的技術(shù)產(chǎn)品重新定義了“中國制造”的創(chuàng)新內(nèi)涵。
十二年間，通過不斷革新技術(shù)和產(chǎn)品，公司開啟了全球“天地一體”影像新時代；在影視、農(nóng)業(yè)、地產(chǎn)、新聞、消防、救援、能源、遙感測繪、野生動物保護等多個領(lǐng)域，重塑了人們的生產(chǎn)和生活方式。
從創(chuàng)立至今，公司一直堅守“激極盡志，求真品誠”的企業(yè)精神。始終踐行全新的文化和價值觀，將卓爾不群的產(chǎn)品之道貫穿到每一個細節(jié)，展現(xiàn)科技的無限可能。
DJI就是個敢于說真話的孩子。這里由一群從不妥協(xié)、極富洞見、堅持夢想的人聚合而成。我們堅信實干而非投機，堅信夢想而非功利。我們堅決踐行全新的文化價值觀和思維方法論，從創(chuàng)始之初至今從未改變。
DJI是一個創(chuàng)新的烏托邦，我們搭建了一個尊重夢想的舞臺，構(gòu)建了純粹的企業(yè)環(huán)境，努力探索卓爾不群的產(chǎn)品之道和企業(yè)文化。沒有一家公司像DJI一樣，將求真品誠的理念貫穿到每一個細節(jié)，對此我們引以為傲。
十年間，DJI站在了行業(yè)之巔，開啟全球飛行影像新時代，展現(xiàn)出改造世界的無限可能。我們的經(jīng)歷證明，一個初出茅廬的年輕人不去曲意逢迎、不去投機取巧，只要踏實做事，就一定能取得成功。我們相信，那些回歸常識、尊重奮斗的人，終將洞見時代機遇，并最終改變世界。
大道無疆，創(chuàng)新無限。如果你志存高遠、懷揣夢想，決心踏實做事、創(chuàng)造價值，卻在扭曲的現(xiàn)實中自我懷疑、彷徨無奈，那就加入DJI吧！ 在這里，與更多真知灼見者碰撞，與更多志同道合者同行！
未來，無所不能！
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