小米無人機跟大疆無人機有多大差距？

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這個問題看到好幾天了，一直沒有想好到底怎麼回答，一方面是接觸到的小米無人機資料不夠多，一方面是最近在趕論文，現在論文寫完了，是可以論一論這個問題了。

首先整體來說我對小米還是持欣賞態度的，小米的手環，路由器，手機，機頂盒，遊戲手柄我都用過，而且有的一買就是好幾個。這裡面的東西有好有壞，很難一概而論。這個問題問小米的無人機向大疆的無人機有什麼差距，我想應該問的是和 dji 的旗艦款消費機有什麼差距吧？畢竟我們不能用一個已經被淘汰的機型和小米新的機型進行比較--雖然他們價錢一樣，但是這是很不科學的，因為技術進步的太快，現在看去年 DJI 的產品，和 Phantom 4一比算是十分簡陋了，但是去年的時候也覺得當時的 Phantom 3厲害的不行不行的。

第一玩到 P3的時候大概是一年前，當時覺得好激動哇，終於有一個靠譜的可以在室內飛行的飛機了（inspire 1太大了）

言歸正傳，先來個宏大敘事，說說宏觀上的事情，從我純粹的個人角度而言，其實對消費無人機這個市場有更多靠譜的參與者本身還是蠻期待的，一方面是新的玩家會帶來新的思路，而一家獨大的壟斷會造成行業領袖走入歧途，而3DR 被干趴下之後大疆確實缺乏一個合格的對手--需要足夠的飛行控制經驗，軟硬結合的能力，人工智慧和視覺方面的人才；另一方面是我個人確實喜歡各種各樣新鮮的玩具，而我最喜歡的玩具以前是航模，現在是能夠自己飛來飛去的無人機。所以小米發布無人機這事兒本身還是蠻期待的。

而另一點呢，無人機不同於手機等等，無人機到現在還沒有完全脫離安全性的隱憂，不看說明書就蠻幹最後引起摔機危害自己和他人安全的在論壇上比比皆是，我們所有人都想把無人機做成一個人人觸手可及的生活助手，但是無人機的發展除了個人的奮鬥，歷史的進程也是很重要的。目前我們剛剛擁有了一定的讓無人機安全飛行的能力的萌芽，這個萌芽包括了能夠在複雜環境下懸停的能力，飛行器的多路冗餘 IMU，飛行中繞開障礙物的能力，像 A3這樣的專業飛控還具有斷槳保護的能力，而 Phantom 4在丟失信號之後能夠『小蝌蚪找媽媽一樣』回來的能力（比如這個帖子感謝智能避障，讓我沒有提控回家 | 大疆社區）。

就像是載人飛行器一樣，其實一架超輕型的載人飛行器的製造並不難，有很多家庭作坊都有生產它的能力，真正難的是安全。無人機目前的市場也比較脆弱，我記得在直播中，雷軍說了一個冷笑話，『無人機就要在無人的地方飛』。其實這句話添加進去一個『沒有經驗』的更加符合實際情況一些。

說實話，對於小米無人機我是有一些失望的，倒不是他的功能和設計（這個我們之後再談），而是貫穿發布會的對於安全頗漫不經心的態度，雷軍給我們當場示範了如何錯誤的安裝螺旋槳和如何錯誤的安裝雲台，這兩者都是容易造成飛行事故的，我甚至懷疑小米無人機當天的墜毀事件多半是因為射槳造成的。其實無人機的工程機出點狀況確實再正常不過了，『失敗是成功之母』嘛，但是小米親自給用戶示範了鬧事夜航和炸雞還是讓我這個從小學初中開始接觸航模的人心裡一寒。

無論是避障，懸停，這些東西的第一目的就是無人機能夠安全的飛行，而4k 的錄像也好這些也要建立在安全飛行的基礎上。所以不管怎麼樣，在此希望小米能夠長點心。一個危險的無人機操作可能帶來的後果需要玩家和行業整體承擔。這裡我們舉兩個例子，第一個例子一個人小夥伴在飛行至500m 高空之後（要知道 DJI App 上明確寫了超過120m 高度需要查閱當地的法規，我這裡也不鼓勵大家尤其是新手飛行到120m 之上）拍攝到了殲擊機的身影。還有，這一事件的直接後果是全華北的無人機被禁飛，很多搞科研的小夥伴都受到了影響，當時在北京六環外租了塊玉米地搞開發的 @Botao Amber Hu甚至還接到了當地村委會的通知。

另一個事件是雙流機場最近炒的沸沸揚揚的無人機導致航班停飛的，要知道現在的主流飛行控制器都內置了地理圍欄系統，避免在機場附近的飛行，消息出來第二天我們就看到了一下的新聞

到底是不是零度惹的禍我不清楚，但是一兩個用戶作死影響全行業的例子確實不少。

安全，安全，還是安全，如果小米無人機不能保證自己的安全性，一切的比較是缺乏意義的，因為小型無人機絕不是玩具。這裡我再舉一個例子，我在鍛煉時候喜歡蹬自行車，常常會注意到自己的雙腿蹬車的功率--巔峰時期僅僅150W 都不到，平時也就70W 上下，而一架 Phantom 4的功率有多大呢？懸停功率大約在200W-300W，而巔峰時期的功率更高，這相當於至少三個我才能有 Phantom 4上面那幾個小電機的功率

（就這個小東西的極限功率比一般成年人都高）。

所以我想，小米無人機也好，各種各樣的新式無人機也罷，如果沒有儘可能的做到安全二字，是沒有比較性能的必要的。

當然，另一方面我們要比一比指標了，晚上總喜歡拿小米和2999的 P3S 比，這是非常沒有意義的，因為他們倆價位相同，而小米無人機真正售賣的時候後者的價格都不知道降成什麼樣子了。如果小米還認為自己是價格屠夫的話，我們無妨拿他和 Phantom 4做一比較，這個比較就像是是用1999的小米和4999的 iPhone 比較一樣，我想是符合小米『價格屠夫』的定義的。

安全性我說了那麼多了，那就先說說螺旋槳吧。小米的螺旋槳被我們稱作『自緊槳』，是被大疆淘汰的一種螺旋槳，

我們可以看到，這兩架飛機上所安裝的螺旋槳十分的相似，電機也是同一個尺寸的2212電機。自緊槳是一種很有意思的螺旋槳，我們知道，在飛行器螺旋槳轉動的時候，空氣會有阻力使得螺旋槳受到一個反方向的力矩，而自緊槳是具有螺紋的螺旋槳，他可以和電機的螺紋配合，在反作用力矩的情況下變得更加『緊』，所以被稱作『自緊槳』，可以看下圖

這兩個電機中右邊就是適合『自緊槳』的 Phantom 3 上面的電機，左邊則是 Phantom 4上用的電機。

可能有朋友要問，為什麼這種『自緊槳』設計的如此巧妙，還會被淘汰呢?這其實就牽扯到另一個高中物理問題，螺旋槳在高速旋轉時具有巨大的角動量，也就是『維持以這個速度繼續旋轉的慣性』，而如果電機性能又特別的好，尤其是在今年開始流行的正弦波電調控制的無刷直流電機上，電機的減速性能非常的好，比如本身螺旋槳保持在每分鐘一萬轉，這個電機突然在零點幾秒內槳到了七千，那麼螺旋槳對於槳軸就會因為順著轉速方向，和上文提到的空氣作用方向相反的方向產生巨大的來自於減速的力矩（如果這麼說還不懂你們在評論里說，我可以畫個圖），而這個力矩就可以直接讓擰的很緊的自緊槳變松，甚至射槳。

比如上圖就是一個射槳時候的情形，我專門問過，為什麼在 A3的斷槳保護功能的演示視頻裡面，射槳能控制的如此精確呢，答案是這種自緊槳在電機升級之後只需要一個特殊的控制信號就可以直接射出來。當然這個只是用於演示的特殊功能。

所以我們知道，如果要在自緊槳上保證安全就必須降低飛行器的性能--因為你需要降低螺旋槳的轉速的調節能力，這意味著你必須減少自己控制器的『控制帶寬』，控制帶寬較低則你的飛機對於高頻的擾動響應能力差，對於高頻的輸入響應能力當然也差；如果這時候飛行器想追求更高的飛行動力性能--比如更高的調節速度，剎車速度，懸停精度--就要承受飛行安全性的挑戰。所以題主很懷疑小米在這上面栽了跟頭才導致直播當天炸機。

好，這個非常小的可能沒有人注意到的，只有業內人士才知道怎麼回事的細節我說到這裡。也是告訴大家，為了無人機的安全性到底有多少工作可以做，必須做。下面我們說說飛行器的智能性，首先我給你們看一張圖

這是 P4內部的晶元圖，是被電路板包裹的一塊電池。上面那個很多紋路的是散熱片，上面實際上還有小風扇--那個散熱片如果我沒有記錯的話是一塊鋁合金整個銑出來的，造價很高。

做一個簡單的對比吧，Phantom 4的用於智能視覺任務的攝像頭有四個，小米無人機只有一個

注意，兩個黑色的顯眼的東西是超聲波的收發器，超聲波收發器的中上那個小黑點是攝像頭，可以肯定是，小米無人機用的是簡單的光流技術，關於 Phantom 4的可以參見

而 Phantom 3和其他 DJI 的追趕者，沒有 GPS 也能懸停其實是在 location 上做了一個妥協，引入了光流演算法來控制速度，如果沒有光流，GPS，無人機的控制量就是加速度，這是控制一個東西的二階導數（加速度）還是一階導數（速度）的區別，顯然，對於懸停而言，抑制速度為零效果更好，這會讓積分成位置的累計誤差儘可能小。而 Phantom 4更上一層，引入了 VO（視覺里程計）進行定位，無 GPS 得觀飛控的觀測量就直接是位置。所以精度會比 Phantom 3和市面上所有其他拿出來的賣的無人機都好。

作者：徐梟涵
鏈接：如何評價DJI大疆創新的Phantom 4 (精靈4)？ - 徐梟涵的回答
來源：知乎
著作權歸作者所有。商業轉載請聯繫作者獲得授權，非商業轉載請註明出處。

後來我又寫了一篇文章是關於單目和雙目技術對比的，我就大段引用在這裡了，不感興趣的讀者可以直接跳過

要說單目和雙目的區別，其實還是得從視覺定位說起。大家最早接觸到的單目定位毫無疑問就是滑鼠了。

上面這張圖片是滑鼠的一個示意圖，早期光流，比如 PX4Flow 採用的演算法和滑鼠十分接近，也就是每次比較上一次中心圖像在本次成像中的漂移，找到一個和中心圖像最相近的圖塊，認為這就是每次的運動量。看到你觀察的目標後退了，又知道目標距離你有多遠，那麼你自然知道自己走了多少
但是我們需要注意到一個問題，我們所得到的運動量並非是物理上的距離，而是移動在投影平面（即下圖的 viewport）中所移動的量，即像素的移動。那麼如何獲得真實的移動距離呢？

這就是一個SLAM 裡面的經典問題了，即所謂的scale （尺度）問題。在滑鼠很好解決，我們的滑鼠都是貼著平面使用的，可以直接在工廠標定出像素到物理距離的換算，實際上對滑鼠來說物理距離移動的尺度並不重要。但是對於飛行器來說，要獲得移動量就必須知道自己到被測量表面的距離，從這開始，就是單目光流和雙目最本質的區別了。即獲得 scale 的方法不同。
單目光流
比較傳統且大規模應用的單目，當然是首推 dji 的 inspire 1了。

下面那兩個玩意，就是超聲波測距，關於超聲波這種用聲波傳輸時間測距的玩意原理我就不贅述了，因為此處換做 tof 之類的也一樣。單目光流的演算法就是通過攝像頭獲得地面相對於攝像頭移動的角度，然後再乘距離，也就是尺度，獲得每一幀移動的距離。
可以看到的是，早期的單目光流有一個非常嚴重的問題，是沒有記憶，每次測得相對距離的過程僅僅和本幀圖片，上幀圖片相關。而總的位移量則是這個值得積分，這就造成了一個問題，如果這個測量過程出現了誤差（這是不可避免的），誤差值就會累計累計累計，然後如果這麼控飛機，飛機就會飄飄飄。。。。
還好在實踐中，誤差值和飛行速度相關，一旦飛起來誤差值就會顯著增大，但是用於測量速度，光流還是合格的，這也是為什麼把採用光流的無人機稱作第三代無人機的主要原因，因為光流演算法並沒有算的真正的移動距離。
當然這裡並不是說單目沒有這樣的能力，事實上單目組合 IMU 的方式也可以獲得相當準確的位移。當然隨之而來的是巨大的計算量增長。我們所說的沒有『記憶能力』僅僅是早期單目光流的問題。

雙目
雙目和單目的本質區別是獲得 scale 的方式不同，即和人眼相似

因為兩邊角度不一樣，我們又知道基線（比如兩眼間距離）的長度，那麼就可以根據三角測量計算出目標點到我們的距離。
具體到雙目視覺上，我們一般會先獲得一個深度圖

（我從網上瞎找的）
這個時候我們可以檢測一些關鍵點在幀間的移動。

注意一個物體，在單目光流中，往往假設世界是平的，所有的點高度一致，而在雙目視覺定位（也包括單目 SLAM 等），目標點是分布在各個高度的，這裡假設上是一個很大的進步。如圖所示，我們會去追綜一些目標點，根據不斷的三角測量來估計我們（攝像頭）和物體（特徵點）的位置，只要物體不移動，我們就可以得到自己的位置。這一演算法的顯著意義是我們在記憶這些特徵點在哪裡，這樣我們就可以獲得一個長期穩定的相對距離，精度遠遠高於光流演算法。一個非常典型的例子是
把 Phantom 4 起飛到三十公分高度，拽他的一隻腳跑一定距離，P4還會自己跑回去，如果是簡單地光流演算法是不可能在室內完成這一點的。

單目 VIO

另一個值得一提的是單目VO，其實單目 VO 除了設備上只有一個攝像頭之外，和上面的單目光流根本就不是一個東西。
單目 vo 是根據 IMU（運動感測器）的加速度和角速度積分獲得一個尺度（大致的位移），追蹤一些特徵明顯的目標點放在所謂的 sliding window 裡面，就是記住他們歷史上在圖片上的位置。再根據不斷地三角測量來更新計算這些目標點的位置，同時也計算自己的位置，最後得到一個非常精確的相對定位。從原理上講，使用三角測量的單目VIO其實更類似於雙目測量而不是單目光流。

在定位這個事情上，小米無人機和 Phantom 4的差距在兩年左右。而小米沒有任何相關的演示視頻，這裡我想到一個幾天前看到的有意思的視頻可以讓你們了解到懸停性能上沒有視覺輔助(Yuneec)-光流視覺(Phantom 3)和 VO（Phantom 4）的差別。
［轉載］ Typhoon H 和Phantom 34 飛行時間對比
這段延遲攝影中可以看到，室內依靠手控的 Typhoon 不斷晃動，P3在到處飄，P4基本不動，效果十分明顯。

而在避障這個事情上，就是有和無的差距了，關於避障技術，我還是引用我在 P4文章裡面寫過的東西吧

而P4裡面呈現的主動避障功能就是一種非常非常典型的 slam 的弱應用，無人機只需要知道障礙物在哪，就可以進行 Planning，並且繞開障礙物。當然 SLAM 能做的事情遠遠不止這些，包括災區救援，包括探洞，包括人機配合甚至集群，所有的關於無人機的夢想都建立在 SLAM 之上，這是無人機能飛（具有定位，姿態確定以後）的時代以後，無人機最核心的技術。也是現代無人機和玩具的區別。

雖然現在的主動避障還不是很成熟，還是有時會撞到樹林里（如果是被動避障則很難撞到障礙物），但是這個美妙少女第一次向大眾展示自己的面容本身就是一件十分令人激動的事情。
就我了解的而言Phantom 4應該是上市產品中第一個引入 mapping 和 planning 無人機產品，甚至是最早引入mapping 的消費電子產品之一（這裡我不確定掃地機器人有沒有做 mapping）。

作者：徐梟涵
鏈接：如何評價DJI大疆創新的Phantom 4 (精靈4)？ - 徐梟涵的回答
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P4是世界上第一個可以主動的繞開障礙物的無人機，而以前曾被詬病為『一鍵放生』的『一鍵返航』功能加入了這個功能以後就變得很有趣了，比如前面我講過的那個例子感謝智能避障，讓我沒有提控回家 | 大疆社區，這個文章讀完以後我還是小震撼了一把，這差不多是我兒時的夢想，現在居然被我的同事們實現了。經過用戶的口說出，一切反而不真實起來。
在這個事情上，小米無人機完全沒有類似的功能，所以-。-沒什麼可以說的。想要了解更多可以看看碩哥的文章
詳解多旋翼飛行器上的感測器技術 - Phantom Y - 知乎專欄

還有一個功能就是自動追蹤了，P4這邊的追蹤性能還是相當好的，當然這玩意因為演算法和工作模式都太了解了我也不大好評價。P4的追蹤是一個很有意思的計算視覺和機器學習加上機器人學的落地產物。相關的介紹還是自行參考我的文章吧。

這一段是我在天窗口站著，把我碩大無比12寸的 iPad Pro 支在車頂，讓 P4追蹤著我們以60碼的速度跑，順便繞過無數的路燈。

我不斷地在打桿環繞

甚至在我們路過一個路橋的時候，

飛機停頓了一會，等車再次出現又追了上去（當然可以改進的更好，讓他不停頓，不過這是以後慢慢的演算法升級了）。這裡我用巨好用的 DJI GO（這是我第一次發現 GO 如此好用）剪了幾個視頻，在12寸的 iPad Pro上看4K視頻效果特別好，回頭我傳網上再來補個鏈接。這個東西視頻看起來非常有大片電影的感覺。

作者：徐梟涵
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小米的這個功能同樣沒有任何的範例視頻，無從對比。

當然了，另一點就是圖傳，我就說一個例子吧，小米無人機現場炸雞以後的截圖

左邊的航拍直播緩慢巍然不動，右邊的飛機已經墜落，所以有兩個可能性，第一是小米無人機的圖傳延遲極高2s 或者以上（大疆的現在在100ms 的量級），所以看到的是依舊車水馬龍，如果這樣的話那麼這個圖傳應該是很失敗了，第二是這個視頻是發布會之前錄好的。。。。。。

所以我覺得在這個問題上比較的意義不是很大。
相機的話紙面性能我瞄了一眼兩邊的官網完全一樣，樣張的話我看 Phantom 4的照片更舒服一點，這個問題就見仁見智了，我就放兩張樣品。
來自小米官網的

下面這張是我和我爸爸拍的

（我拍這照片時候還沒有相關規定，但這裡特別提醒大家，現在不要效仿！請勿把飛機飛到火車道上！尤其是高鐵！根據現在的條紋這是違法行為！）

說實話我覺得我這個半吊子用 P4拍的照片比小米官網好看多了。。。。。。

至於續航，一個28min 一個27min，真沒有什麼區別。

總之小米很多功能都是號稱『我們有』，但是沒有任何的示例視頻，分析起來有一定難度。

還有一個很有意思的事情，小米的雲台是360度旋轉的，而P4的雲台鎖死了只能看一個狹窄區域，（如果這是優點的話，恐怕這是唯一一個），但是小米的雲台轉到後面實際上會被起落架擋住啊，總不能飛到空中了靠手來把起落架掰上去來避免這一個問題嗎？

雲台360度有兩個用途，一個是如果一人控制飛機一人控制雲台的時候，兩人可以各玩各的，同時前者不用看屏幕防撞。顯然小米沒有提供這個功能，另一個是在視覺功能運行的時候雲台拿來看看風景--顯然這個也不是很適合小米。

所以幹嘛要360度轉雲台，轉飛機不就行了?

-。-

總之，最後，我引用一個知乎用戶的回答

沒有什麼期待，不要掉下來就好了。
----張召忠

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後續，根據媒體實測，小米無人機續航只有十幾分鐘，而且又當場炸了。我真的很擔心它會導致國內的政策收緊。
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有很多朋友質疑炸雞一詞過於誇大，飛機並沒有爆炸呀，這一看就是圈外人了。事實上炸雞（炸機）一詞來源於玩航模的模友圈子。早年以固定翼（就是帶翅膀的）為主的時候，飛機墜毀有的時候是可以現場修的整件，有時候會摔掉一些附件，常常稱作摔機，這種情況都很好修復。而有時候你得提著塑料袋去撿飛機--僅僅是為了環保，飛機碎了一地，自然就是炸雞了。

而多旋翼直升機不像固定翼即使高空失控也可以依照自身動力學滑翔降落，一旦墜毀常常都損失十分嚴重，另一方面是現在人喜歡在網路上用誇張詞，於是基本上不正常降落都被稱作炸雞了。這個詞真不是為了黑小米發明的，開始講的時候小米和大疆都還沒有成立呢。

2014年的六月，我在知乎「民用小型無人機的銷售現狀和前景怎麼樣？ - YY碩的回答」這個問題下面發布了一篇科普多旋翼飛行器技術的回答，在知乎上至今獲得了889個贊同、近10萬次瀏覽，並且被幾十家媒體和公眾號轉發。2014年中正是多旋翼飛行器市場爆發前的風口，後來很多朋友告訴我說正是這篇文章吸引他們走入了多旋翼飛行器行業。
兩年來，大疆精靈系列更新了兩代，飛控技術更新了兩代，智能導航技術從無到有，諸多新的軟體和硬體產品陸續發布。同時我們也多了很多友商，現在多旋翼飛行器市場火爆，諸多產品琳琅滿目，價格千差萬別。為了理解這些飛行器的區別，首先要理解這些飛行器上使用的感測器技術。我覺得現在很有必要再發一篇科普文章，定義「智能導航」這個概念，順便字裡行間介紹一下兩年來大疆在感測器技術方面的努力。

1. 飛行器的狀態
客機、多旋翼飛行器等很多載人不載人的飛行器要想穩定飛行，首先最基礎的問題是確定自己在空間中的位置和相關的狀態。測量這些狀態，就需要各種不同的感測器。

世界是三維的，飛行器的三維位置非常重要。比如民航客機飛行的時候，都是用GPS獲得自己經度、緯度和高度三維位置。另外GPS還能用多普勒效應測量自己的三維速度。後來GPS民用之後，成本十幾塊錢的GPS接收機就可以讓小型的設備，比如汽車、手機也接收到自己的三維位置和三維速度。

對多旋翼飛行器來說，只知道三維位置和三維速度還不夠，因為多旋翼飛行器在空中飛行的時候，是通過調整自己的「姿態」來產生往某個方向的推力的。比如說往側面飛實際上就是往側面傾，根據一些物理學的原理，飛行器的一部分升力會推著飛行器往側面移動。為了能夠調整自己的姿態，就必須有辦法測量自己的姿態。姿態用三個角度表示，因此也是三維的。與三維位置、三維角度相對應的物理量是三維速度、三維加速度和三維角速度，一共是十五個需要測量的狀態。

這十五個狀態都對多旋翼飛行器保持穩定飛行有至關重要的作用。拿「懸停」這件看起來是多旋翼飛行器最基本的能力來說，實際上飛行器的控制器在背後做了一系列「串級控制」：在知道自己三維位置的基礎上，控制自己的位置始終鎖定在懸停位置，這裡的控制量是一個目標的懸停速度，當飛行器的位置等於懸停位置時，這個目標懸停速度為0，當飛行器的位置偏離了懸停位置時，飛行器就需要產生一個讓自己趨向懸停位置的速度，也就是一個不為零的目標懸停速度；飛行器要想控制自己產生目標懸停速度，就需要根據自己當前的三維速度，產生一個目標加速度；為了實現這個目標加速度，飛機需要知道自己的三維角度，進而調整自己的姿態；為了調整自己的姿態，就需要知道自己的三維角速度，進而調整電機的轉速。

讀者可能會想哇為什麼這麼複雜。其實我們身邊的許多工程產品都在簡單的表現背後藏著複雜的過程。比如汽車的油門也是類似的，踩下油門之後，有感測器測量汽油的流速、控制汽油的流速；然後有感測器測量發動機的轉速、控制發動機轉速……從踩油門到加速的過程中也有許許多多的感測器在測量汽車的各個狀態量，並對這些狀態量施加控制。

知道十五個狀態量是多旋翼飛行器做任何動作的基礎中的基礎，但是讓飛行器在任何情況下都準確知道這十五個狀態量是非常困難的事情，因為現在的科技水平還沒有能夠實現讓一個感測器同時測量這麼多的物理量。幾十年來，人們發展出了一套複雜的技術，叫做組合導航，用GPS加上慣性測量元件、氣壓計和地磁指南針來讓飛行器測量自己的十五個狀態量。

2. 組合導航
慣性測量元件是一種能夠測量自身三維加速度和三維角速度的設備（實際上慣性測量元件有兩種，一種加速度計，一種角速度計，為了行文方便，我們把這兩種元件當做一種，統稱為慣性測量元件）。根據物理學原理，加速度的積分是速度，速度的積分是位置，角速度的積分是角度，理論上單靠慣性測量元件，我們就可以知道十五個狀態量。

人類的科技水平也的確實現了這一點：GPS還沒被發明以前，導彈上通常都裝著一個精密的慣性測量元件，導彈打出去以後靠這個裝置測量自己的十五個狀態量，然後控制自己飛越海洋和大洲。然而這種慣性測量元件會在測量的過程中慢慢累積誤差，元件本身的工藝、技術、成本越差，積累誤差的速度就越快。導彈上價值幾百萬的慣性測量元件飛幾萬公里後會積累十幾米到幾公里的誤差，這種水平的導彈已經非常了不起了，畢竟不是每個國家都可以在背後豎著洲際導彈和國際社會講道理。

人體內也有慣性測量元件，人的耳蝸充滿液體，人運動的時候這些液體有慣性，可以被耳中的神經感受到，因此測出了運動的加速度。然而人的慣性測量元件非常差，閉上眼睛，也不摸周圍的東西，只靠耳蝸感受的移動，人基本沒法走直線。

而多旋翼飛行器上用的低成本MEMS慣性測量元件，精度就更差了，它測量的速度和位置在幾秒鐘內就會發散到幾十米開外去，完全沒法用來規劃控制自己的飛行路線。

此外，慣性測量元件還會受到溫度、製造工藝的限制，產生一些測量的偏差，比如說有時溫度突然變化之後，一個靜止的慣性測量元件會覺得自己轉動了起來，雖然它靜止著，但是會輸出不為零的角速度。這類測量的偏差需要比較仔細的演算法進行修正，而且往往不能單靠慣性測量元件自己的測量完全消除。

地磁指南針是一種測量航向的感測器。指南針在人們的生活中作用重大，在未知的環境中，不分南北可能寸步難行。飛行器的機身正方向朝南還是朝北這個狀態量用導航的術語來說叫做航向，也就是飛行器姿態的三維角度中的一個，他在組合導航系統中是非常重要的一個狀態量。

地磁指南針能夠指南指北是因為地球表面空間中有看不見的橫貫南北的地磁線，地磁指南針可以測量出穿過自身的地磁強度，從而指出當前自身相對於地磁線的偏轉。同樣地，這個理論雖然非常簡單，但是地磁線的強度非常弱，很容易受到干擾。比如多旋翼飛行器通用的無刷電機，在運轉的時候就會產生變化的磁場，和地磁場疊加之後，地磁指南針就找不到正確的方向了。地磁指南針的這個特性非常令人惱火，但是早期的多旋翼飛行器開發人員毫無辦法，因為這是唯一的能夠確定飛行器在空間中絕對航向的設備。如果不知道這個航向，就基本沒辦法進行組合導航。

氣壓計的原理最為簡單。因為地球表面海拔越高，空氣越稀薄，氣壓越低，因此氣壓就能夠給出飛行器的海拔高度。不過，不出意料的是，尺寸和重量適合在多旋翼飛行器上使用的氣壓計有很大的缺陷，它的測量值會受到溫度、濕度、空氣流速、光照、振動等因素的影響，單靠氣壓計非常難實現對高度的穩定測量。

組合導航技術結合GPS、慣性測量元件、地磁指南針和氣壓計各自的優缺點，使用電子信號處理領域的很多技術，融合多種感測器的測量值，獲得較為準確的飛行器十五個狀態量的測量。前面說慣性測量元件的測量容易發散，這個發散可以通過GPS來抑制：GPS可以獲得三維位置也可以獲得三維速度，慣性測量元件可以獲得三維加速度，加速度的積分也是速度。在通過地磁指南針獲得航向的基礎上，兩種速度的觀測就可以融合起來，通過GPS的測量值來發現並抑制慣性測量元件的發散。慣性測量元件的發散被抑制住之後，它也可以更准地測量三維角度和三維加速度。因此GPS和慣性測量元件在這些情況中互相取長補短。除此之外，氣壓計和GPS互相提高了高度測量的精度，地磁指南針、GPS和慣性測量元件一同提高了航向測量的精度，他們都是利用了相同的融合、「互補」的思想。

組合導航技術中感測器互補的原理直接源於1948年誕生的資訊理論。克勞德-香農總結歸納出的資訊理論提出了信息的概念以及如何從數學上度量信息，資訊理論可以說是現代人類文明的基石之一。解釋清楚信息的本質之後，人們才能夠用數學表示一個樸素而又深刻的原理：信息可以用來估計狀態，越多的信息可以把狀態量估計得越准。

（上圖致敬資訊理論之父，克勞德-香農）
此後，控制論的奠基人諾伯特-維納與其他一大批工程師和科學家完善了通過信息進行狀態估計的線性估計理論，進一步提出了感測器之間「互補濾波」，共同減小誤差的理論。在此基礎上魯道夫-卡爾曼提出了卡爾曼濾波器，在通信、控制工程和飛行器狀態估計領域廣泛使用。卡爾曼濾波器還被實現在了阿波羅飛船的導航計算機當中，使用星座位置和慣性測量元件互補測量阿波羅飛船的十五個狀態量。

資訊理論、線性估計理論以及卡爾曼濾波器允許人們把多個具有誤差的感測器通過數學方程融合起來，利用感測器信息估計特定的狀態量，而且越多感測器「互補」，可以獲得越好的狀態估計。這樣，數學給工程學指出了發展方向：造更多牛逼的感測器進行互補，就能獲得更好的狀態估計能力。大疆飛控總工程師魚大人也曾經說過：「最牛逼的工程師都是在搞感測器。」感測器技術的重要性可見一斑。

作為一種位置感測器，GPS具有諸多的問題，GPS信號只有在開闊的空間內才能給出比較好的測量值，因為GPS接收機需要從天上的衛星獲得信號，這些信號要從太空傳入大氣層，這麼遠的距離，信號已經相對來說很微弱，所以必須要求接收機和衛星之間的連線上沒有遮擋，一旦有建築甚至是樹木的遮擋，衛星發下來的信號就有雜訊，GPS接收機就不能給出很好的位置和速度觀測。在室內環境中，GPS甚至完全不能使用。組合導航技術要想進一步發展，就需要尋找其他能夠在GPS不能使用的環境中使用的感測器。

一種較為簡單的能夠替代GPS測量高度的感測器是小型超聲波模塊。這種模塊通常有一收一發兩個探頭，一個探頭髮出超聲波，另一個探頭測量回波的時間，能夠算出導致聲波反彈的物體離探頭的距離。現在在淘寶上，只要10塊錢就可以買到一個能夠比較準確測量幾米內物體距離的超聲波模塊，被廣泛用在大學生製作的小機器人上。這種10塊錢的感測器沒有比氣壓計和MEMS慣性測量元件性能高多少，它發出的聲波容易發散，探測到的物體不一定位於探頭正前方，另外聲波也容易被空氣中的水霧、振動所影響，給出完全錯誤的觀測。因此，超聲波模塊最好的使用場景是對著地面，測量自身和地面的距離。

3. 視覺感知系統
另外一種替代品是視覺感知系統。1970年之後，隨著數字成像技術的發展，相機作為一種感測器開始被廣泛研究。因為人可以通過自己的視覺估計視野中物體的位置、距離，而相機的原理模擬了人的雙眼，所以研究者們模仿人的特點，利用相機的二維圖像反推圖像中物體的三維信息。這種和二維圖像推算三維信息相關的技術和數學理論發展成了一個獨立的學科——計算機視覺，也被稱作機器視覺。

視覺感知系統是目前世界上最熱門的機器人學和機器視覺領域研究課題。其原理是利用一個或者多個相機構成的視覺感測器系統，採用複雜的演算法，通過二維的相機圖像推算出視野中物體相對與視覺感測器系統的幾何中心的運動信息，如果假設這些物體都是靜止的，那麼相對運動其實代表了視覺感測器本身的運動。理論上，計算機視覺技術能夠單憑一個相機就可以準確測量十五個狀態量，但是與其他感測器類似，相機也有很多的缺陷，包括無法恢復尺度、成像質量有限、計算量消耗巨大等等。幸好，我們還可以把視覺感知系統和其他感測器結合起來，互相提高測量精度。

聰明的讀者肯定能夠想到，把視覺感知系統和之前說的所有組合導航中用到的感測器融合起來，GPS信號質量高的時候用GPS組合導航，沒GPS的時候用視覺感知系統替代GPS，不就解決問題了嗎。這確實正是目前工程師和科學家們正在努力解決的問題，也是精靈4上初步實現的技術。在介紹精靈4是如何結合視覺感知系統和組合導航技術之前，我們先簡單介紹兩種已經比較成熟的視覺感知系統：光流測速模塊和視覺里程計。

光流測速模塊顧名思義，只能測速度。通常一個光流測速模塊由一個相機、一個慣性測量元件、一個超聲波模塊構成，它的主要原理是計算機視覺技術中於1981年被發展出來的「光流追蹤」演算法。
「光流」的概念最早在1950年代由心理學家和生物學家提出，指的是一個觀察者和他在觀察的事物發生相對運動時，這些事物在他眼前成的像會產生「運動的模式」，人腦利用這種「運動的模式」能夠更靈敏地感知周圍什麼東西在動。比如下圖中，讀者一看就可以直觀理解「光流」的意義。

後來計算機科學家布魯斯-盧卡斯和金出武雄在1981年發明了Lucas-Kanade演算法，通過演算法計算出連續拍攝的圖片上的光流，並證明了光流可以反解出相對運動的速度。雖然三十多年來，Lucas-Kanade演算法始終被公認為最好的「光流追蹤」演算法，但是它有比較大的局限性，它包含很多假設，比如假設連續圖片的平均亮度相同，比如假設圖片中的物體只發生平面運動等等。另外，光流演算法算出的速度是沒有尺度的，因為相機圖像的單位是像素，所以光流演算法只能給出「你現在的速度是10個像素每秒」，但是沒法算出10個像素是1厘米還是1米。恢復尺度的方式是增加一個超聲波模塊測量平面運動離相機的距離，這樣就能夠把像素運動轉換成真實的運動。最後，如果要讓光流測速模塊在晃來晃去的多旋翼飛行器上也能使用，通過慣性測量元件找出圖像所代表的平面也是必不可少的，這一點需要在演算法上進行兩種感測器很好的配合。

光流演算法原理上只可以測三維速度，不能直接測量三維位置。我們同樣可以通過把光流測速模塊測出的三維速度積分獲得三維位置，但是就像慣性測量元件積分會發散一樣，光流測速模塊積分得到的位置也會發散。好在它不會天馬行空地失去控制，和組合導航技術中除了GPS之外的感測器妥善融合之後，它可以做到懸停時測量的位置不發散。因此可以說光流測速模塊只在有限的條件下能夠替代GPS。

光流測速模塊已經形成了非常標準的解決方案。大疆悟以及精靈3上都裝載了自主研發的光流測速模塊，另外著名的開源飛控產品Pixhawk中包含了一個叫做PX4Flow的光流測速模塊，並且開源了所有的代碼和硬體方案。所以光流測速模塊目前已經廣泛出現在了各大廠商的多旋翼飛行器產品上。

視覺里程計相比光流測速模塊，增加了直接測量位置的能力，所以才叫「里程計」。視覺里程計比光流測速模塊能力更強，性能更好。

讀者可能會問，為什麼聽起來視覺里程計和光流測速模塊參與的感測器數量差不多（光流測速模塊甚至還多一個超聲波模塊），但是視覺里程計能力反而更強呢。這裡的原因不在於感測器硬體，而在軟體演算法上。前面已經說到光流追蹤演算法有很多簡化的假設，只能測量平面運動，增加其他感測器硬體一定程度上是為了把那些為了計算方便而簡化掉的因素重新彌補起來。

而視覺里程計演算法則複雜得多，它不僅要通過圖像反推出視野中物體的平面運動，還要反推出這些物體的三維位置，並且基於這些物體的三維位置做很多次的優化計算，演算法複雜度成倍於光流測速模塊。有些視覺里程計的演算法甚至包含完整的光流追蹤的演算法，但是僅僅把計算光流作為預處理圖像的步驟。

視覺里程計能夠直接測量位置，測量值也比較準確，不會像光流測速模塊那樣發散。通常比較優秀的視覺里程計飛100米之後只會積累十幾厘米到幾十厘米的誤差，這個測量水平比起導彈上幾百萬的慣性測量元件還是差了不少，但是考慮到視覺里程計的價格極其低廉，對比起來它的性價比非常高。

視覺里程計有幾個不同層次的難度，最簡單的是兩個相機構成的雙目立體視覺系統加慣性測量元件，最難的是一個相機構成的單目視覺系統加慣性測量元件。如果視覺里程計和光流測速模塊硬體一致，那麼這裡的視覺里程計採用的是單目視覺系統。目前，雙目立體視覺系統加慣性測量元件實現自身狀態觀測已經是比較完善的技術，而單目視覺系統則是活躍的研究方向，世界上做這個研究方向較好的大學有美國的賓西法尼亞大學、瑞士的蘇黎世聯邦理工學院、英國的牛津大學、我國的香港科技大學和其他一些歐美院校。

單目視覺系統和雙目立體視覺系統兩者對比起來，他們的演算法難度差別很大。視覺里程計的演算法關鍵點是前面說的「通過連續的圖像反推出視野中物體的三維位置」。對於和人眼結構類似的雙目立體視覺系統，這一點比較容易，因為一個物體同時出現在左右兩個相機的視野中時左右視野有視差，視差可以幫助解算物體的位置，只需要用簡單的幾何關係就可以實現，這已經是非常成熟的技術。

但是對於單目視覺系統，只有一個相機就沒有視差，沒法做簡單的幾何關係的解算，所以演算法必須能智能地在局部範圍內同時估計很多個物體的位置，然後在自身移動過程中通過位置移動產生視差，然後進行多個物體的位置的最大似然估計，從而推算出這些物體比較準確的位置。這個過程包括很多個環節，大部分環節在學術界都沒有公認最優的方案，因此還沒有成熟的技術。

因為原理相對簡單，所以雙目立體視覺系統構成的視覺里程計在三十年前就開始被研究了。1980年代早期，NASA工程師、著名機器人學家漢斯-莫拉維克就已經製造出了這種狀態測量系統。關於漢斯-莫拉維克的另一個故事，我在知乎問題中「有哪些與控制、機器人等相關的 quotes？ - YY碩的回答」也有提到。

（上圖致敬漢斯-莫拉維克）
在經年累月的優化之後，2004年，NASA成功把視覺里程計和慣性測量元件構成的視覺定位系統裝在「機遇號」和「勇氣號」火星車主頻僅有20MHz的特製晶元上，送上了火星，它可以幫助火星車通過一對雙目相機非常準確地記錄自己走過的路線。2007年，參與火星探測任務的計算機科學家和工程師們把這個激動人心的過程寫成了一篇論文《計算機視覺在火星》（Computer Vision on Mars），這篇文章吸引了很多計算機視覺研究人員投身視覺里程計的研究，也極大推動了視覺里程計在機器人學中的應用。

4. 精靈4的感測器方案
大疆在精靈4上實現了雙目立體視覺系統加慣性測量元件構成的視覺里程計，飛機上裝了兩套雙目立體視覺系統，一套向前看，一套向下看，一共是四個相機。

兩套雙目立體視覺系統都參與視覺里程計的計算。通常情況下以向下看的雙目立體視覺系統為主，如果向下看的相機對著一些特徵不明顯的環境（比如純色的地板、海面等等），感受不到什麼圖像變化，視覺里程計會自動切換到向前看的立體視覺系統做測量計算。雖然精靈4採用的都是較為成熟的機器視覺技術，但是由於精靈4上機載的計算量非常有限，大疆還是下了相當久的苦功去優化演算法，並使用了Movidius公司製作的圖像演算法處理專用晶元，結合Movidius公司的圖像處理演算法庫優化四路圖像處理的性能。值得一提的是，不久就會面世的Google Project Tango也使用了Movidius公司的這款晶元。不過因為Movidius公司的晶元不包含視覺里程計的演算法，所以Google的這款產品中視覺里程計的演算法應該與精靈4的演算法有較大差別。

兩套雙目立體視覺系統還帶來了視覺里程計之外的兩個好處：1. 向下看的一套雙目立體視覺系統可以探測下方地面上物體的三維位置，從而知道地面的距離；2. 向前看的一套雙目立體視覺系統可以用來探測前方場景中物體的深度，產生深度圖進行障礙感知。深度圖還可以用於重建一個飛行器周圍的局部地圖，以進行精細的運動規劃，這就是精靈4指點飛行的基礎，在這篇文章中不詳細介紹了。

除了增加視覺里程計之外，精靈4上還增加了內置的超聲波模塊。所以精靈4上一共有GPS+慣性測量元件+氣壓計+地磁指南針+超聲波模塊+雙目視覺系統六種感測器。其中雙目視覺系統有兩套，共4個相機；慣性測量元件有兩個，實現雙冗餘備份；地磁指南針也有兩個，同樣雙冗餘。當工作中的慣性測量元件或者地磁指南針受到嚴重干擾的時候，系統會自動進行備份切換，切換到另一個感測器上。這些感測器的數量、功能和特性總結如下表：

有了這些感測器以後，組合導航系統升級成為了智能導航系統。智能導航技術極大拓展了飛行器可以活動的空間，當有GPS的時候，系統可以通過GPS為主進行十五個狀態量的測量，視覺里程計依然可以繼續運作，提供額外的速度和位置的測量值進一步提高精度；GPS信號不好的時候，視覺里程計可以接替GPS為整個系統提供穩定的觀測。智能導航系統中有三種確定高度的感測器：超聲波、氣壓計、雙目立體視覺，這三種感測器幾乎可以覆蓋所有讓傳統多旋翼飛行器頭疼的定高場景：樹叢上方、室內、靠近建築的位置、大風環境等等。

地磁指南針的冗餘設計可以很大程度上減小外部磁干擾帶來的指南針故障。另外視覺里程計也能給出航向的觀測，兩者互補能夠提高航向的觀測精度。在以前的飛行器上，因為地磁指南針受到干擾造成的炸機問題比較多，在精靈4上因為有了多重保護措施，地磁指南針被干擾導致問題的概率大大降低。

有了智能導航系統之後，還需要有一套強有力的軟體系統去組織導航演算法和飛行控制演算法。精靈4的飛控和最新推出的A3飛控類似，都是大疆第三代飛行控制器。大疆第一代飛控性能已經很不錯了，然後飛控組在過去的幾年裡做了兩次比較大的飛控軟體系統的重構，以支持更多的感測器和功能。2014年底推出的第二代飛控里加入了光流測速模塊支持、SDK、限飛區和新手模式等功能，2016年初開發完成的第三代飛控里加入了冗餘感測器、雙目立體視覺支持、避障功能和智能返航等功能。因為每一次重構都對整個軟體系統做了很大規模的調整，增加了很多的軟體模塊和新的軟體架構，所以分了三代。別人剛開始做飛控的時候，大疆已經自己重構了兩次代碼，這一點是大疆最引以自豪的地方之一。

智能導航系統讓精靈4在任何狀態下都可以準確測量自身的三維位置和三維速度，這對實現多種功能都有非常重要的意義。

近年來，業界有很多關於避障應該使用雙目立體視覺還是激光雷達感測器等感測器的爭論。在大疆內部，選擇什麼樣的感測器放入智能導航系統用來避障，工程師團隊也進行了曠日持久的探討，最後還是選擇了雙目立體視覺的方案。我相信隨著科技的發展，在未來會不斷有更多更好的新感測器誕生，很可能會有其他感測器代替雙目立體視覺，但是實現穩定避障的關鍵不在於避障所使用的感測器。避障這個事件發生前後，飛行器機體一定會發生急剎車，整體會經歷很大的姿態變化和加速度，在這種狀態下，飛行器是否還能穩定地測量出自己的十五個狀態量，才是最影響安全性的問題。

如果系統急剎車之後，整體的位置觀測甚至速度觀測都發散了，這時候飛行器有可能左右飄出去，還是會發生炸機。就算不炸機，避障之後飛機前後左右搖晃，也會給用戶心理上造成不安全的感受，帶來很差的用戶體驗。精靈4在很多嚴苛的情況下發生避障動作時，飛行器會自動鎖定位置、速度迅速減為0的狀態，很快就可以從高速機動恢復到完全不動，非常穩定地懸停，避免了在障礙附近不穩定活動引起炸機。

精靈4還能處理很多看似很簡單，但是對感測器系統要求非常高的飛行場景。比如在十幾層樓的窗口把飛行器從室內飛到室外懸停。這種場景下，從窗口穿出時，向下看的感測器幾乎馬上全部失效，由於有建築的遮擋，GPS也不會立刻生效，因此感測器系統不夠穩健的飛行器有可能因為失去速度和位置的測量而飄到建築上造成高空炸機。而精靈4則能夠通過前視雙目視覺系統的觀測，在向下看的感測器都暫時失效時繼續運行視覺里程計，及時提供輔助的速度和位置觀測，避免造成無法控制速度和位置導致炸機的情況出現。

實際上，由於前面說的過GPS容易被遮擋導致沒有足夠的信號做觀測的情況在航拍的場景中其實常常遇到。比如在樹木茂密的峽谷里航拍，經常出現的情況是飛行器放在地面上時接收不到GPS信號，如果穩定飛到幾十米的高度就可以接收到了。在這些臨界情況下起飛和降落非常危險，如果要保證飛行器在升降過程中都能保持穩定的狀態，飛行器必須能夠在GPS和視覺里程計之間無縫轉換，這樣才能讓用戶放心地起降。如果用戶從高處下降到低處GPS突然沒有了，而視覺里程計沒有及時補上，飛機失去位置和速度觀測之後就變得非常難操控，就有可能撞在樹叢上。

讀者可能問，在這些情況下光流測速模塊效果是不是也一樣呢。我們前面說過光流測速模塊的演算法有很多簡化的假設，尤其是被觀測的物體必須處於同一個平面這樣的假設，使得光流測速模塊在樹叢上方、地勢變化較大的空間上方，都表現非常糟糕，並不能滿足戶外航拍的需求。雖然視覺里程計計算量龐大，但它是比光流測速模塊更加實用有效的方案。

另外值得一提的是，第二代的大疆飛控使用的是遙控器桿量轉化成飛行器的加速度指令，而第三代的大疆飛控在精靈4上變成了遙控器桿量轉化成飛行器的速度指令。在精靈3、大疆的前代飛行器以及很多無人機產品上，如果你推遙控器滿桿前進，飛行器會以一個固定的角度加速飛出去，直到加速度被空氣阻力抵消，這樣控制並不直觀，所以新手很難操作飛行器；而在精靈4上，如果你推遙控器滿桿前進，飛行器會自己調整到一個固定的速度上，直接操控速度顯得非常直接，非常容易操控。以往，讓飛行器保持勻速飛行是只有專業飛手才能做到的事情，現在則真真正正地讓普通人也能觸手可得。這一個修改看似簡單，但是提供了更好的操作手感，而且讓飛行器飛行的狀態更加穩定。

對於航拍操作手來說，所有的花哨功能都不如懸停得穩、飛得穩這一點重要，因為飛機晃得太厲害，總會給用戶造成一種「我的飛機真的沒出問題嗎」的感受，用戶體驗極其不好。我們去西藏青海或者其他很美的地方開車玩，肯定是希望平穩、慢慢地開，這樣才能專心看美景；如果開著一部油門輕輕一點就加速到200公里的賽車，坐在車裡一會兒被推背，一會兒過彎時左右甩，人還有心情欣賞路上的美景嗎？

遙控器桿量改動也顯示了大疆對自己智能導航系統提供的穩定的三維速度測量的信心。目前我沒有見過其他哪家公司的飛行器控制系統採用的是遙控器桿量轉化成飛行器的速度指令。

5. 當我在談論無人機的時候，我在談論什麼
在這篇文章里，到現在我都沒有提過「無人機」三個字。我覺得，就像一輛合格的汽車必須有安全帶、安全氣囊、後視鏡、阻燃內飾、各種儀錶盤等等安全措施才能稱為汽車一樣，一部合格的多旋翼飛行器也必須有慣性測量元件、GPS、視覺里程計、避障系統、氣壓計和超聲波等感測器構成的智能導航系統才能被稱為無人機。多旋翼飛行器不是玩具，汽車以高速撞人會造成人體嚴重的傷害，多旋翼飛行器甚至都不需要高速運動就可以用螺旋槳造成人體嚴重的傷害，因此多旋翼飛行器感測器必須有很強的安全性和穩定性。

2014年的時候，大疆飛控組有一個白板，上面寫著：「競爭對手」下面只用小字寫了幾個業內競爭品牌的名字，但是用大大的字寫了「波音「。幾年來，大疆飛控的夢想都是能讓便宜低價的多旋翼飛行器像波音的民航客機那樣，只有五百萬分之一的致死事故發生率。隨著感測器技術的提升和飛行控制品質的提升，截止2016年5月底，精靈4核心感測器系統出現故障的概率約為每兩百萬次起降僅有一次發生嚴重故障。雖然相比起載人的飛行器來說，大疆還有很多地方需要努力，但是在無人的多旋翼飛行器行業中，大疆是行業中飛行器整體故障率最低的企業。很多其他的企業，可能都無法計算出事故概率是百萬分之多少，甚至是萬分之多少。

很多其他公司也出了不少多旋翼飛行器產品，但是大部分只做了個組合導航的皮毛，加上一個光流測速模塊，然後動一些歪腦筋，就開始標榜自己的安全性。就好比造個了汽車，說「啊我這個安全性很好的因為我方向盤手感很好，還裝了個車載GPS」，但他車裡連安全氣囊和後視鏡都沒有。
還有的公司以飛行器上有新型感測器為賣點。但是一套完整、可靠的感測器系統是一點一滴積累起來的，新感測器必須和已有的組合導航系統在硬體和軟體上仔細融合，才能真正發揮作用。面對很多號稱採用激光、紅外線、「人眼級別的智能」的感測器，讀者們只要去問這些廠商：「你的感測器能和GPS無縫切換嗎？」「你的感測器解決室內掉高問題嗎」「你的感測器在急剎車的時候還能保持位置觀測嗎」，就可以看出他們都是堆砌出來的空中樓閣。

有些廠商的宣傳語是「無人機不是土豪的玩具」。如果把他們所有宣傳語中的「無人機」一詞換成「汽車」，那麼這類宣傳邏輯和它們引導的消費觀念顯得極其錯誤。對汽車來說，有些汽車價格昂貴是因為提供了更好的倒車雷達和車身周圍的感測器系統，這種增加汽車售價的行為提高了駕駛的體驗，是理所應當的；另一方面，要求汽車變得更便宜，不應該要求去除這些安全感測器，而是應該從車身材料、內飾等方面去入手降成本。

大疆極其反感這類行為，並不是想打擊這些競爭對手以佔領市場，而是希望所有廠商能夠沉住氣，把飛行器的感測器做完善。多旋翼飛行器不是手機一類的消費電子，而是和汽車、客機一樣具有一定危險性的載具，不能一味打價格戰或者標新立異。我們希望市場上能出現帶著全套智能導航系統和演算法，依然售價2999的飛行器。我們堅信只有實現了完善的智能導航系統，才能造出真正安全的無人機產品，否則讓不達標的飛行器進入市場，損害的是全體廠商的利益，也危害了整個社會的安全。

我用小米手機，也用大疆無人機，小米發布會我看了，說說感受。
小米要做無人機這事本無可厚非，商業競爭誰都有權利加入，但是對於小米這種名義上的高科技公司，無論做什麼產品，至少要有創新才對得起科技公司的名字，但很遺憾我看到的小米是在跟隨模仿，我看不到創新。小米的創新只是價格創新，營銷創新。
小米擅長靠低價和品牌影響力顛覆一個行業，對於傳統暴利行業，消費者表示歡迎，但是在民用無人機這個新的尚不成熟的領域，小米只會增添麻煩，成本會阻礙新技術的應用，飛行事故的增加會帶來更嚴格的監管，對消費者並非好事。
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作為消費者，我當然希望看到小米這種低價產品加入，可以少花錢買到同樣功能同等質量的產品傻子才不要。
但是民用無人機技術目前並不完美，仍需不斷提升，就目前來說，負責任的企業應該追求的是更安全而不是更低廉，小米這個時候進來，一味模仿毫無創新的進來，不是攪屎棍是什麼？

當年一個朋友的朋友，玩兒無人機航模的。
還不是現在四軸直升機那種，而是燒油的螺旋槳單翼機航模。
有次帶著朋友去野外放航模，結果沒事先仔細勘察場地，飛起來之後又沒控制好，結果前面油菜花田裡有個大姐在干農活兒，直接懟人身上了。
燒油的螺旋槳啊，就那麼直直的在那大姐的肋骨上掏了個洞出來，直接把一邊的肺都打爛了。
人當時沒死，口噴鮮血的嚎了好久，他們在旁邊真的嚇尿了，完全傻了......
聽了這個事兒之後，後來買遙控直升機我都不買旋翼展超過50CM的了......
太尼瑪嚇人了......

順便說，前幾年有次航拍，找的是韓國團隊，用的據說是美軍退役的無人機。
操機員少了個手指頭，說是之前啟動的時候沒把握好，被螺旋槳打飛了......

無人機不是玩具
無人機不是玩具
無人機不是玩具
麻煩各位玩兒家一定要謹慎使用

在美國飛無人機前你需要知道的法律法規 - 無人機中的城堡 - 知乎專欄

看到專欄里有個知識貼就轉過來了，希望各位去國外玩兒無人機的話千萬別以身試法

說實話，為什麼這次會吵得這麼厲害，歸根結底就是沒有強制的無人機安全檢測以及飛行資質鑒定出台。

這種沒有經過健康安全檢測標準的【大型玩具】就像平衡車、四旋翼之類的，我一般都勸別人別玩，如果非要玩玩的話，一戴上頭盔等護具，二就是有專人陪護。

回到題目來看，其實大疆當年的地位，就是現在的小米，價格低到令人髮指，無人機的概念從此民主化，當時就有好多人表示擔心。但幸運的是，大疆畢竟還是半專業的公司，囿於知名度早些年並不高，而買的人畢竟是半個飛行圈內的，出了事也沒法產生什麼爆炸性新聞。

但小米就不同了，小米是大眾商品起家，名氣比大疆高了上百倍，做的都是小白就懂的玩意兒，像電視、手機、空氣凈化器之類，你就算沒用過，搗鼓一個小時也能用。

但無人機就不一樣了，我知道好多米粉肯定見過四旋翼，但如果自己飛的話就會發現，完全不是一回事，平衡車再快也撞不死人，最嚴重的就是自己趴地上骨折了，而無人機最起碼手指就沒了。

所以說句誅心的話，小米員工儘管可以把自己定位成一個創業公司，但也應該明白。小米的影響力，在今天的中國互聯網公司里絕對能排進前五，一呼百應的能力還是有的。如果自己都不考慮周全就貿然推出的話，不僅僅意味著大批水平良莠不齊的玩家湧入，別的廠商很可能照貓畫虎直接跟進。到時候一曝出什麼安全問題，可不是像別的小廠商一樣能糊弄過去了。

小米犯的最大錯誤，就是裹挾著一億名米粉莽撞的進了這個市場，拜前兩年小米具有煽動性的營銷方式所賜。米粉中有相當一部分人有受迫害妄想症，具體表現就是認為小米是家小公司，是進步勢力和無產階級，對手則是有著龐大體量搞壟斷暴利的托拉斯。米粉們就像當年的紅衛兵一樣，不信邪，認為人定勝天，而那些圈子裡的老燒友，都是充滿著貴族優越感的落後腐朽勢力，小米一定能用物美價廉的產品將他們打得落花流水，讓普通人也能享受科技的樂趣。

可反過來，想想小米現在的五百億估值，真的不知道誰是那個托拉斯。

而這些米粉，就是上面我寫的「裝逼偽極客」的典型代表，其實他們入消費電子的坑，八成都是因為手機。而且只會看幾個參數，剩下的其實一竅不通，你可以問問這些人驍龍820的核心架構是什麼，答不出來的一定是大多數。當然這個鍋不應該只是小米背，評測機構那幫自詡為極客搞科普的人也有責任。比如某位長得像劉翔的那位，恐怕就是偽極客的典型代表了。但人家公司里至少還有真極客，而我們卻只能一遍一遍的複述自己都不見得能理解的知識。

當然了，偽極客不只有米粉，軟狗、索匪、果粉都是一大堆，我們常常用著iPhone和Galaxy，嘲諷拿著OPPO VIVO的小白。但回頭一看，自己連DDR4和DDR3的區別都說不明白，又比他們高明到哪裡去呢？

偽極客的一大標誌，就是只會看教程，按照教程安個黑蘋果都能蹦躂的不得了。據我觀察，一般DIY數碼產品的，比如換個iPhone電池之類的，一定是看著教程操作，這其中，修完了多出來幾顆螺絲的人至少50%，雖然不影響使用，但你可以想想，這種人要是DIY無人機，靠不靠譜？

其實iPhone螺絲怎麼弄，哪怕是多看幾個教程就明白了。將步驟一步步寫在白紙上，再把步驟中間卸下的螺絲按順序拿膠帶把螺絲粘在旁邊，之後倒著裝回去就行，但就這麼簡單的事情，都有至少一半人不看，那你們還指望他們能看產品說明書？

再舉個例子，平衡車，小米做的還不錯，但是諸位去看看，有多少人是戴了護膝和頭盔的呢？這種平衡車不像自行車，只要一遇到路上突起幾乎必摔倒，由記錄來看，摔的時候人都是直直的趴在地上了，連反應都來不及，沒帶護具什麼結果可想而知。再安全的東西，也防不住有人自己找死。

為什麼我這麼熟悉這些偽極客？是因為我自己就是一個，當時也是覺得無人機很簡單，直接就上手了。那個時候還有專人指導，但是鼓搗了半個小時，還是連轉向都用不好。而且我嘗嘗忘了關遙控器就去擺弄機翼，不知道被罵了多少次。

其中有一次一個手滑調錯方向，飛機直接向我衝過來了，直接蒙逼，幸好遙控器扔的快，讓飛機摔地上了。那時候我才知道，不是所有消費電子產品都和手機一樣不需要門檻的。

但坦白而言，偽極客再怎麼犯蠢，歸根結底不是他們的錯，安全問題的下限，不能指望玩家的細心和企業的自律，因為他們永遠不可能有下限，行政力量的缺失是最大的原因。

舉個例子，我記得是中國副總理，去年還專門去小米之家體驗了平衡車，搞了一次成功的宣傳，但這事情完了之後，國家似乎就放任不管了，就我看到的違章罰款記錄里，都是將平衡車粗暴歸類到非機動車裡面了，那就定義來看，平衡車其實就是和電動滑板差不多，幾乎一個專門針對平衡車的【暫行條例】都沒有，要知道，平衡車在國外都是禁止上人行道的。
習近平博覽會上試騎平衡車(圖)|阿里巴巴
小米最尊貴客人：李源潮副主席騎行小米九號平衡車
缺乏標準：平衡車傷人在我國自責任難劃分
而且我還發現了一個很驚訝的事實，在08年的時候，賽格威就進入中國了，還成了奧運場館警衛的巡邏用車，過了八年竟然還沒有出台安全標準，也真的是沒誰了。

順便說一下，今天我還在KFC外面看見一個小學生，估計十歲不到，在人行道上玩平衡車，速度相當於人小跑。諸位真覺得，這種民間已經大行其道，官方P都不放一個的現象，就是「不為而治」的好現象嗎？

安全問題，歸根到底還是人的問題，你可以說小米質量目前不過關，但說實話，技術問題錢就能擺平。大不了多買幾家公司，遲早也能搞出來一個能用的東西。況且現在小米無人機最大黑點並不是直播墜毀，而是水軍錢沒給夠，洗地被人抓了把柄。這還只是眾籌階段，真的要上市了，也許真的沒那麼不堪也說不定。當然了，如果你非要說小米的原罪就是讓大批小白湧入專業市場，那我也沒法反駁。

所以回到現在。小米墜機，你說小米公關逃避責任也好，小米自己偷工減料草菅人命也好。但這種事情，但凡國家不給個靠譜的政策定一個下限，以我國數以億計的裝逼偽極客，出事幾乎就是一定的。

答非所問，也算是對我自己的一個反省。

當雷軍公布小米無人機售價之後，（1080p版本 2499元；4K版本 2999元），直播評論里都在刷「太貴了」 … 「999」 … 「1999」 …之類的… （真是好尷尬呀）
看了一下大疆精靈4在天貓官方店的評價，都在說好用、太棒了、提升很多等等，沒人說「一個無人機竟敢賣9000塊」之類的。
可見小米無人機和大疆無人機首先的區別，不是產品的區別，而是用戶的區別。（比如購買力、用途、心態）
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個人感覺小米也想造出大疆精靈4那麼漂亮又好用、一身黑科技的無人機，然後以一個更低的價格洗牌無人機市場，但是小米在技術和經驗方面真的有所欠缺，所以先用一款低端產品來投石問路，讓自己快速成長起來。但是沒想到……
米粉們都比較拆台啊！！哪怕小米撕下精靈4的標籤貼上小米的，然後賣4999元，估計還是很多米粉會說「太貴啦」、「999」之類的，因為他們不需要無人機、也不能接受售價超過999元的「小米牌產品」。所以靠性價比殺入手機市場的小米，在現如今做「非剛需產品」是非常累的，甚至有一點自食苦果的感覺。
小米手機1999的定價是極其成功的，小米手環79元的定價是極其成功的，小米空氣凈化器899元的定價是極其成功的……因為它們都是剛需產品，或者特別便宜的「玩具」。然而1999元的小米凈水器很難打開市場，因為小米的主流用戶嫌貴，而高收入人群嫌小米品牌不夠高檔。這在無人機市場一個道理，小米主流用戶抱著「買個玩具」的心態嫌貴，專業無人機玩家、把無人機當做生產力工具的用戶肯定嫌小米產品不夠好……這就比較尷尬了。

當然小米也清楚這個問題，所以以貼近成本的價格純粹當做「福利」賣給米粉了，然後在這些米粉的支持下快速成長，造出真正的「小米無人機」。小米也知道，小米的品牌屬性中「性價比」比「發燒」更重要，甚至為了保持性價比不惜妥協發燒……所以要麼小米品牌會進行轉型，要麼小米會推出新品牌（事實上小米已經採取了這種戰略，比如推出了家居品牌「米家」）。小米無人機這次的生態鏈企業叫飛米科技，我估計真正的小米無人機會以「飛米無人機」的名字上市，那將會是一台在硬體上無妥協、軟體上很成熟的無人機，然後售價也一定會極具性價比的。
所以小米無人機和大疆無人機之間的較量，我覺著兩年之後才真正開始。（以小米研發產品的決心，我相信小米會做到的）

dji是什麼水平大部分人應該都知道，全球七成的市場份額，當初也是個攪局者，拉低了四軸的准入門檻，讓大部分人都消費的起。這麼多年，dji該摔也摔，該炸也炸，同樣的極為昂貴的官方配件和流氓的售後也被世人所知，但dji還是無人機的老大，第二還沒看到在哪裡。另外雖然說售後很貴，但是還是有很多情況dji會賠償，比如射槳之類的。飛丟了服務也很完善，同步飛行記錄技術分析定位等等。飛米能不能做到這種水平還不得而知，飛控好壞我暫不評價，畢竟還是工程機，還沒上市，直播炸雞也情有可原，但偏要用沒電來洗地，吃相就太難看了。但不管怎麼樣，飛米的無人機至少可以剿滅一幫山寨眾籌，至少還算靠譜，就和以前移動電源一樣，剿滅低端山寨不安全市場。在入門級市場也不算太差，如果能做好別的服務，還算是可以選擇的。對dji高端的衝擊可以說沒有，當然了，現在性能和價格都沒有優勢的情況下我選擇dji。最後想說幾點，無人機市場需要引導，一味的拉低准入門檻並不是什麼好事，就像之前平衡車一樣，一群小白自己作死亂玩導致事故反倒損傷小米的名聲。也希望消費者慎重，別亂來
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看到題目更改為了和精靈3的對比，那我就再補一點東西。目前的飛米無人機1080p版本和3s對比的話，飛米多了雙星定位還有視覺定位超聲波定高，這些配置是和3a，3p一樣，但具體效果怎麼樣不評價，畢竟我也沒玩過飛米的這個無人機。遙控器具體的我也沒看到，估計也會比3s的閹割版遙控器要好一點。續航電池這方面飛米5100的電池，續航27分鐘，官方給出的測試條件是無風懸停的最長時間。dji的官方續航是怎麼得出的我也不清楚，希望又知道的人可以說一下，但可以確定的是正常飛也是飛不到官方給的續航時間的，具體要和你操控的兇狠程度有關。精靈3全系列4400的電池，似乎由於3s沒有視覺定位而且輕一點，續航25分鐘，比3a,3p的23分鐘略高，精靈4官方給的是28分鐘，似乎是五千多的電池。雲台方面根據我目前得到的消息飛米那個是個odm的產品，拍出來效果沒玩過所以也不評價，據說不能調參數？濾鏡肯定是不能加的，我倒挺喜歡飛米雲台的外觀，挺漂亮，而且也是雙軸的，和精靈4一樣，精靈3是單軸。但是減震板還是和精靈3一個水平的產物，沒有用精靈4那種黑科技內置的減震。

這個具體參數似乎1080p版本不支持raw照片，但根據官方文案拍照建議1080p版

對相機有了解的也可以說一下兩家對比，另外我注意到飛米無人機的雲台不能上仰30度，這點比dji稍差。之外我還有個疑問，飛米無人機的雲台可拆卸並且可改裝為手持雲台，那麼這樣一個對焦在無窮遠的雲台相機能用來手持拍攝嗎，有知道的人可以告訴我一下。圖傳方面沒有看到飛米關於清晰度的介紹，1080p版用的wifi，和3s一樣，圖傳遙控距離也是同個水平。3a，3p用的是dji的黑科技lightbridge圖傳，五公里，然而有個細節是飛米4k版圖傳能到2公里，能到小米也開發出了自己的圖傳？
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另外關於飛米試飛炸雞我覺得有可能是這樣的，北京禁飛，所以用正常模式肯定是飛不了的，所以用個姿態模式這種手動飛，然後由於是wifi傳輸，信號遭到干擾可能性較大，然後由於沒有用gps，自然就是自由落體。空中外八停止電機的誤操作我估計楊林干不出來。不知各位有何另外的看法沒

利益相關：小米手機用戶，大疆精靈3a用戶

在此向大家道歉，某些人的答案讓我以為小米真的在鬧市飛行，經夏總回復，直播是在五環外飛行的。
http://zhihu.com/question/46752693/answer/103870637參見該回答評論。

因為我是轉發的，不想靠這個賺贊數才匿名的，原貼並非匿名，請不要隨便黑，謝謝！
評論中質疑我匿名的人原來是三無用戶，算了，仍然留著前面那句解釋吧。
轉發該文僅僅因為作者讓我這麼一個不懂無人機的人初步了解了無人機的安全現狀與問題，雖然文章有部分聳人聽聞的內容。
個人觀點：其實小米出無人機本來是個好事，一方面推廣了無人機行業，另一方面有可能會加快政府出台相關監管措施。但正如我在評論里回復的：它最大的錯是誇大宣傳以及不正確的安全示範。
評論有人將無人機安全問題與汽車相類比，我的觀點是：
這個類比似乎不太合適，1，汽車出事傷的是雙方，所以駕駛員自己會特別小心，迴避車禍，2，汽車監管運行相對而言特別完善，安全駕駛知識相對比較普及，汽車廠商也特別注重安全因素，3，根據文中分析，小米無人機整個營銷宣傳的安全普及意識都很薄弱，幾乎沒有，甚至直播還在鬧市區飛行。同樣，對這個第三點我也表示誠摯的道歉，直播是在五環外飛行的。
監管真的很重要！（不過小米這個無人機真的有創造嗎？）其實小米出無人機也可以，本來是個好事，就是不應該誇大宣傳還忽視安全問題。就好像假如小米出了兩萬的小米跑車，卻聲稱自己和蘭博基尼一樣的性能，結果剎車壞了。
這個用戶說的好專業，認可他的觀點:無人機從來不是玩具。
小米無人機比大疆無人機有什麼區別? - YY碩的回答
再來一個回答傳送，這個用戶真正回答了區別與差距的問題。
小米無人機比大疆無人機有什麼區別？和大疆的精靈 3 有多大差距？ - 徐梟涵的回答

有更好的答案出現了，所以刪了引用的原文，有興趣點下面的鏈接:
引用自：慎買2499元的小米無人機！後果比你想像的嚴重
知乎中回答的鏈接是作為用戶，你對小米無人機有什麼期待？ - 公元1874 的回答

本人恰好之前測評小米無人機無人機4K版，也體驗過大疆Mavic、精靈4Pro、精靈3SE等，請大家看視頻吧：

小米無人機4K實測體驗結尾有彩蛋！_HeyDrones_騰訊視頻v.qq.com視頻

小米無人機4K版與精靈3SE對比測評_HeyDrones_騰訊視頻v.qq.com視頻

DJI 大疆精靈3 SE實測體驗-HeyDrones出品_HeyDrones_騰訊視頻v.qq.com視頻

testv做過一期小米無人機，很詳細

價格有多大差距，性能就有多大差距。
以後細寫~

說句題外話
從行業角度，AOPA China 類似的組織應該統一駕駛員資格，並且對飛行器作出限制，以便有效的減少非專業飛行員或飛行器造成其他人身或財產的損失。
從駕駛員的權責角度，國家的交通法規應該按照汽車或飛機駕駛員相關的規章制度，應該涵蓋無人機及無人飛行器駕駛員的責任和義務，以及相關的管理法規。
從司法角度，當人身安全或財產受到無人飛行器的威脅或已經造成了損失的，應該進行相應的賠償並處以恰當的行政處罰，情節嚴重應該進行刑事處罰。
在很多糟糕的案例出現之前，應該有一些哪怕是行業協議性的框架出現，否則對無人機的產業將會直接被限制。
至於誰比誰好，我覺得還遠遠沒到討論這個的時候，現在大家應該討論的是如何安全（專業）的操作以及如何在不打擾到他人的情況下獲得駕駛的愉悅。

我從接觸多旋翼開始，那個時候就已經有了dji，不過那個時候一個gps一個飛控就要1000元，作為入門用戶更願意去折騰，買了apm，在後來，我買了精靈3 1080p版本，dji的高清數字圖傳還有穩定的雲台是我們窮人玩家達不到的，積累了將近幾年的無人機經驗而發布的悟1更是讓人眼前一亮！我現在有悟pro，s900，精靈3，m100,幾乎擁有dji全線產品，就好比小米聲稱的3公里wifi圖傳，這需要怎樣的一個環境才能讓wifi如此放蕩不羈？發布會當中的炸雞竟然被公關說是自動降落？小米在夜間飛行就已經給根本不了解無人機的用戶開了一個"好頭"！就小米而言，能做的只有是app與小米手機更好的適配兼容，僅此而已！我不否認小米，但我更願意支持dji，畢竟無人機不是玩具！

小米應該做低技術行業的攪局者。
小米的手機現在略顯平庸，MIUI廣告太多，但作為生態一環尚可接受。
但生態圈其他東西都極為好用，比如五七號電池，插座，插座，路由器，電視，乃至平衡車，電飯鍋，筆記本，掃地機器人，電動牙刷，凈水器，空氣凈化器。
未來甚至還可嘗試，刮鬍刀，自慰器，飛機杯……
據說雷總要對標Costco，我欣賞這個戰略。
但是，顯然，無人機並不是一個低技術行業……

1 好看
2 便攜
3 安全性上不敢懈怠，策略比大疆更保守，因為怕被黑
大家說得挺High，開心就好。

這個差距問的是3000塊和3000塊之間對比呢，還是3000塊和30000塊的差距呢？

小米無人機和大疆無人機之間差了一個羅永浩。

一個要錢，一個要命。

要自己命無所謂，怕的是禍害路人甲乙丙。

說大疆也炸機的，至少人家大疆已經在努力不炸機這件事情上奮鬥了很多年。而小米現在連「什麼是炸機」都還不知道。

一個是消費品級別的產品，一個是工業設備級別的產品。

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