無人機操控放棄實體遙控器改用手機 APP 是否安全?

本題已收錄至知乎圓桌 ? 玩轉無人機,更多無人機(Drone)操控、應用、研發方面的話題歡迎關注討論。


先痛快的給一個結論式的回答:手機APP實時操控無人機,不安全,不好玩,不推薦

消費級的無人機近年來越來越多的進入到大家視野中,這個級別領先的廠商是大疆創新,精靈系列和最新發布的代表行業最高水平的Inspire 1都是消費級產品。另外的廠商還有美國的3DR,法國的Parrot。

在所有這些公司的產品裡面,無論無人機本身有多少層出不窮的創新,無論這些公司有多麼強的移動客戶端開發能力,無人機的操控方式始終都是以實體遙控器為基本結構進行創新, 並沒有選擇使用手機APP方式。

這並不是相關廠商缺乏移動開發能力或者沒有這類意識。

事實上Parrot公司在2009年於AR.Drone上就實現了手機搖桿控制和體感控制。但是他們在2014年發布的最新產品Bebop卻回歸了實體遙控器。大疆公司內部也早就有功能齊備的手機APP可以實現無人機操控。

不使用手機APP作為無人機操控的核心原因是:極不安全,害人害己。

首先明確一點,無人機是一種小型飛行器,既然是飛行器,就涉及到安全。事實上軸距超過300mm的多軸飛行器,即使具有槳保護罩,也依然對人有潛在的傷害威脅。小區裡面都見過「高空丟物,天怨人怒「的標語吧,再加上還有高速旋轉的槳片,我每次去飛精靈的時候,看見孩子走近就很緊張,要提醒家長帶好別離太近。所以廠商要有責任心,用」波音、空客做飛機「的心研發生產最高安全級別的產品;飛手要有責任心,一定用最可靠的設備,最可靠的操控裝置,保證自己和他人的安全。航模運動的早期階段,出現過不少這類的事故,經過很多年行業優秀廠商和用戶的不斷沉澱和研發,才逐漸形成了目前高精度實體遙控器的操控方式,航模才步入正軌。

而手機操控無人機因為操控能力和通訊能力過於粗糙,現階段完全不足以達到安全操控的能力。

下圖這種由日本Futaba公司生產的遙控器,是目前航模愛好者們常用的典型遙控器類型。

主要特點是具有極其靈敏的搖桿,上下量程達到20000個單位;多個金屬撥桿,每一個都經過十萬次以上的勞損測試;內置穩定的無線電模塊,可以保證遠達4公里的穩定通訊。整台遙控器有很好的防水、防塵處理。因為靈敏的搖桿需要非常複雜的機械和感測器才能保證功能的穩定性,因此這樣的尺寸才能保證。大疆研發使用的遙控器,同樣設計了量程20000單位的靈敏搖桿,紮實穩定的金屬撥桿,不斷提升的遙控器通訊鏈路穩定性,確保高清圖傳不會干擾遙控器控制鏈路。

這些設計是航模運動幾十年發展之後沉澱下來的寶貴經驗:靈敏的搖桿可以讓操作者更精細地控制飛行器;結實的金屬撥桿保證關鍵功能不會失效;穩定的無線電保證飛行器和遙控始終通訊正常。這些都是與飛行安全息息相關的點。

因此,在這個問題上,不是簡單的操控方式選擇問題,千萬別用"易上手,體感」這類說辭和概念來宣傳所謂「顛覆傳統的創新」,這沒啥創新,也不顛覆。

從最近發布的代表小型無人機最高水平的Inspire 1看 ,實體遙控器在整個大疆產品策略裡面的地位其實在不斷增強。Inspire1增加了雙遙控器版本(見下圖), 兩台遙控器可以同時操控飛行和攝影。兩者都可以通過獨立的移動設備實時查看拍攝對象。新遙控器除了飛行控制外,包括專用拍照和視頻錄製按鈕、雲台俯仰控制撥輪、內置高容量可充電電池等,使得飛行控制更為簡單直觀。遙控器有 mini-HDMI 和 USB 兩種視頻輸出介面,供連接移動設備或者其他高清顯示設備。

再多寫點,除了最核心的安全考慮,用實體遙控器操控也是無人機飛行樂趣的一大組成部分。玩航模的朋友都知道美國手和日本手,美國手就是左手油門,右手前進後退,日本手不同(左手:上下控制飛行器的前進後退,左右控制左右旋轉機頭。右手:上下控制飛行器上升下降,左右控制飛行器左右平移)。有次,我和一個培訓出很多世界冠軍的香港飛手聊,為什麼很多專業的飛手都是日本手,他回答,除了早年設備都是日本手這個原因外,還有一個原因:用並不慣用的左手控制前進後退,左手的天生弱項反而可以讓飛手通過訓練更加精細的操控,因此很多頂級高手使用這種方式。這讓我想到多年前我學日本劍道時,問一名台灣五段,為什麼要用相對沒有力量的左手持劍,而更有力量的右手僅僅做輔助,他回答,右手是感情,左手是理智,劍是危險的事物,要用理智來操控。雖然有些玄虛,但是這句話我倒是記住了。多年後當我學無人機飛行操控時,這段話竟然做出了最精準的解釋。

關於美國手日本手操控,期待更多的知乎朋友可以專門開問題討論,很有意思。

我最後引下一本傳記:《最高職責》,作者是創造了哈得孫河奇蹟的機長切斯利·薩倫伯格。(2009年1月15日,一架全美航空編號1549客機,因遭到飛鳥撞擊,導致兩個引擎失靈,飛機起飛6分鐘後迫降紐約哈得孫河,機長薩倫伯格臨危不亂,以超凡技術控制客機,進行了一個教科書式的機腹著落動作,從而阻止了這架重100噸的飛機,在與水面接觸時解體,機上155人奇蹟生還,創造了史無前例、無人死亡的水上迫降記錄,被稱作"哈得孫河奇蹟"。)

在書中,機長寫道:【我做著,自我享受著... ...我把駕駛飛機當做一門藝術,精雕細磨

----------------------------
利益相關:DJI Staff


接完電話,咦,飛機呢?


回眸多年前的答案,dji推出了mavic,支持手機操操控來打我們的臉了(哭臉).......

雖然那個我沒敢多試....但是他出了啊


感覺這個問題完全是在黑億航啊…


從個人使用的體驗上來說,使用遙控器操縱桿時可以直觀地感觸到操縱桿的位置,但是app則是完全一樣的觸屏,很難感受到區別。也很難有人可以純憑手感確定手機或平板的角度的。飛行時注意力集中於飛行器上時,如果操作端需要眼睛來輔助控制,自然無法如遙控器一樣操作得順利。從安全性上來說,這也是硬傷。


無人機飛控相關專業的簡單聊兩句。

首先還是要說,玩模型有風險,無論是什麼樣的模型飛機都有掉下來和傷人的可能。

傳統模型的飛行安全完全依賴於操控手和通信鏈路。操控手的指令直接由飛機的舵面和油門響應,這樣的操作方式對操縱手的訓練要求也是十分高的,所以一般人不能通過短期的學習就可以上手操作,完成預想的動作的。

但現在推廣的,類似於大疆的飛行器,面對的是普通大眾,通過簡單的學習就可以操控飛行器,飛機的安全由飛控系統保障。由手機上傳的飛行指令為用戶期望的飛機的飛行航跡,在無人機上的飛控系統將用戶的指令結合無人機的測量信息,轉化為對舵機和油門的操控指令。當手機與飛機的通信受阻的情況下,飛控系統將繼續結合測量信息,保障飛機的安全,直到通信恢復,接收到新的命令。

所以說,通過手機遙控的飛行器,其安全性不依靠手機與通信,是依靠飛行器自帶的飛控系統保障的。而傳統的模型需要飛控手與通信兩部分結合以保障飛機安全。


手機現在能夠用的自由編程使用信道都處在ISM信道內。
這部分的信道太多不確定性。
而且藍牙和WIFI實時性太差,加上app本身的input latency,
想想又是花式做死的case。


如果你確定的是在討論無人機的操作,那麼使用手機App作為控制端會惹出很多麻煩,但不至於對安全產生嚴重的影響。

手機APP作為控制端,缺點無非就是容易死機 or 容易讓飛機飛出控制範圍。簡單的說,就是容易發生和地面控制失效的故障。

可是這樣的故障,其實很容易發生的啊。

惡劣的天氣,電磁干擾,起伏地形的遮擋,很多種理由都會導致通信中斷的。甚至,有些超長距離飛行的狀況下,飛機的控制鏈路會有很高的時延。這情況下基本上也不能手動控制了。所以,如何應對這種狀況就是無人機系統設計的基本要求。鏈路一般也會被認為在系統中是一個不可靠的要素。而整個系統的可靠性,是要依靠飛控和任務管理計算機來保障的。

為什麼會如此呢?因為無人機和航模的操作方式根本就是不同的啊。拿來一架無人機,你以為他有一個和客機 or 戰鬥機一樣的控制台,然後操縱手對著顯示器握著操縱桿飛行?

*MQ-9無人機的地面控制終端

錯了,實際上不是的。操縱桿什麼的一般只會在起降的時候用下。而其他的時候,飛機是按照預先編好的飛行計劃自動飛行的。飛行員的任務是監視飛機的狀態和操作任務載荷,並且根據情況的變化編製新的任務計划上傳到飛機上--實際上工作和程序員差不多。在極罕見的情況下飛行員可能會飛機切到RPV(RemotelyPilotedVehicle)模式下,真的人手操作飛機。而除非情況已經危急到再不處理就要鬧個大新聞出來,也不會選擇採取這樣的策略。

自然,在這種情況下無人機能在一定情況下容忍地面控制失效的。

而且在設計的時候,就會考慮到這種問題的呀。面對不同的地面控制失效狀況,哪怕航模級別的飛控至少也會提供原地盤旋 or 返航到指定返航點的功能。正常點的可以按照飛行計劃自動完成剩下的任務。甚至會嘗試向回飛 or 升高高度嘗試恢復通信--實際上比起飛機在空中可能出現的各種故障來說,地面終端失效簡直是最容易應付的故障之一了。如果地面控制終端發生了故障,地面人員大有足夠的時間排除故障再次嘗試和飛機通信。也許再次連接上飛機後,會覺得對於飛機來說其實什麼事情都沒發生。

而且很多無人機在執行任務中就是會飛出地面數據鏈路的覆蓋範圍(我們一般稱為超視距飛行),甚至在任務全程保持無線電靜默。這種情況下飛機時一定要具有自動完成整個飛行任務,並且應付各種狀況的能力的。

以及超視距飛行也是很常見的飛行科目啊,一般飛機驗收的時候也是飛超視距的。起飛後不太久飛機就會超出地面站的控制範圍,數據中斷,圖像花屏。我們還能淡定的和軍代表 or 用戶代表談笑風生。而過不了多久飛機一定會飛回來,然後穩穩的落在跑道上 or 開傘降落在選定的著陸場上。

因為如果你的飛機連地面鏈路中斷這點場面都應付不了,只能說你的飛機設計得too simple,sometimes naive。用戶最終只能給你一句I"m angry!然後拿著錢去找其他家了。

無人機是非常smart的自動化設備了。他的smart體現在即使沒有人手的直接干預,也能自動的完成任務。而安全的自動飛行就是入場券好伐~若是一架飛行器關了地面站就會像沒頭蒼蠅一樣的亂撞然後一頭栽到地上,一般我們就不會叫他無人機了。

我們叫他航模。

嘛,就是這樣了。

Ps:也許會有人說:「人家就是用個手機App做控制端肯定是個小東西啊別弄得那麼複雜。」恩,如果用手持移動設備做控制端的話,一般也就是控制輕小航空器的。但這並不意味著某些標準會降低。我們這裡也做過類似的小東西,幾百克的小旋翼機,由消費級的手持終端控制。但控制策略仍然和大傢伙們一樣。基本上飛機仍然是自動化飛行的。即使有些時候需要人手做一些微調,飛控也會將所有操縱細節隱藏掉,對於操作者來說只需要做簡單的三軸操作即可。而那個我們一致認為是山寨版的手持終端故障特別多。可是從沒有因為他的毛病出過大問題。

Pss:當然也許還會舉出來諸如早期的捕食者、全球鷹因為通信故障而損失了很多架什麼的。沒辦法,任何東西的完善都需要過程的,而那個時候恰好是他們不完善的時期。捕食者和全球鷹的早期部署也有點趕鴨子上架的意思,自然容易出事。而現在,全球鷹甚至取得了FAA的適航證--你還會覺得他不安全么?

Ps^3:其實吐了這麼多槽就是想說別隨便找架遙控飛機就管他叫無人機好么!那就是個toy啊toy!


首先,如果用手機直接連接飛行器進行控制,肯定是不可行的。因為無論是用wifi還是藍牙控制,遙控距離都達不到能正常使用的水平, @Andy Pan已經說的很清楚了。

但是用APP遙控不意味著一定要用手機直接連飛行器呀。

一種思路是,手機通過藍牙連接至一個類似遙控器的硬體,再由這個遙控器和飛機之間建立穩定可靠的射頻連接。遙控通過這個連接進行,同時如果遙控器和手機之間斷掉了,飛行器就保持原位或緩緩降落。

而且我覺得這可能是未來的發展趨勢。
為什麼呢?
因為現在的操作方式太Geek了。。
作為一個傻瓜用戶,我需要一個手控制轉速和旋轉,一個手控制前後左右,還要時不時的在手機上划動來控制鏡頭角度,同時還要仰著頭看著飛機飛到什麼地方去了……明顯會感到腦子用不過來啊。

DJI定位其實更偏專業和高端了,所以會受到飛友們廣泛喜愛,但無人機作為一個娛樂工具,將來一定會往傻瓜化發展,現有的操作方式應該會更簡單直接,所以用APP操作是一個挺好的思路。

國內已經有團隊在做類似的事情了,比如億航的Ghost,比如說要做無人機的著名總編……
看好。


很多個回答把手機和遙控器(控制單元+通訊單元混在一起),手機本身的通訊能力很差,這個不用解釋。

不過有人把手機的操縱精度問題拿出來跟futuba相比,是自己打自己臉么,遙控器做那麼高解析度的電位器是為了保證飛行的平穩!!平穩!!平穩!!重要的事說三遍!如果無人機不能擺脫繁瑣遙控器,那永遠不是真正的無人機,就是個帶陀螺儀的航模。

真的要比較,你咋不說大疆的遙控器把油門加了一個回力彈簧?你咋不說自動回中油門會不會不可靠呢。futuba 編程是可以調節控制比例曲線的,大疆遙控器已經把非線性的控制體驗調節好了,加上gps羅盤,遙控器對無人機的所有控制都是比例輸出的。

下面放mq無人機地面監控艙的哥們,現在美軍都用指控屏幕控制了,搖桿那是機械備份,很多時候都不用了。

越簡單的結構越可靠,但是因此放棄進步詆毀其他廠家的不過是嘲笑司機的馬車夫,註定被歷史淘汰。

無人機的誕生是讓更多的人可以體會到飛行的樂趣,無人機平台的發展方向必定是傻瓜化,智能化,無顧慮化。

立個flag大疆會在兩年內逐步取消實體遙控機構,除了少數複雜飛行用途的客戶(低空影視航拍)基本放棄實體遙控器。你們可以黑X航的技術產品營銷,但是對於航空的理念X航沒有錯,未來拭目以待。

本來這個圓桌是大家談談無人機如何用的,結果變成大疆無腦吹噓自己產品了。最奇葩是大疆自己人對自己公司都不了解。
未來不止有大疆


我不多說,直接上圖,室內飛 大疆的一代 PHANTOM 精靈。降落的時候,差點打到眼睛。後來我背過身去後。螺旋槳打在背上。當時覺得沒啥。還隔了一件外套,一件背心。依然過了3周才痊癒。 不是說無人機不安全。但是我在亞馬遜買到的大疆FC40的飛機,飛上天后,總是自動墜落。不是慢慢的墜落,是高速墜落。還好,我都是找沒人的地方飛,真的不幹想像砸到人會怎麼樣。

這是後背被打了以後的照片。


小學生,自組航模玩家。自做過一架F450,一開始用的是APM因為圖便宜嗎,小學生畢竟沒有多少錢。但是買回來之後我發現我還是too naive,回來根本不會調,四個電調轉速不同步。後來還是用了naza lite。用手機APP?這麼說吧,要實現全民無人機,手機輕鬆操控無人機的時代『,手機技術首先要有進步。像現在的安卓,大家都知道其尿性。你正玩著那,忽然來了個XX已停止運行,那就好玩了。所以說,系統要穩定,而且就憑手機現在的信號傳遞,WIFI最長』貌似是50米,藍牙貌似20米,就這能控個毛。如果是在手機上連個腿部掛件(誤),那也沒事亂用,首先精度上不去,別說手感了。而你花400,就能買到FS9,已經是非常好的空了,8通道,支持刷固件,刷了固件以後碉堡。精度很棒,手感更沒法說,距離我隨便試了試有個5,6百米(也不準哈,嚇測的)所以說,用手機app1的方式非常不安全。
但是,手機發展成什麼說不定,航模也說不定。說不定以後VR也可以控制航模,Everything is possible! 2333


通訊距離是硬傷


用手機打個王者榮耀都會觸屏丟失焦點胡亂走位反向技能團滅一波,你還想靠手機玩無人機?


大疆玩家。平時飛行時,如果在用自動返航模式,左手就放在屏幕上隨時準備點取消。因為是設備在看管飛機,所以我得盯著設備,以免它犯傻。


不邀自答,首先,科普一下,無人機分很多種,題主說的應該是消費級的無人機。
用手機來操控無人機,是推進無人機大眾化的要求。就目前的技術發展水平,通過手機操控無人機雖然有困難,但,是可以實現的。
那麼樓主的問題就出現了。用手機app操控無人機安全嗎?
答案是不安全,起碼在現階段。
樓上的答友們從不同角度分析了危險因素。其實根本原因在於無人機是否擁有自動避障的功能,定位系統是否精準,app運轉是否穩定。以上問題不能解決的話,app操控無人機就不能廣泛推行。
首先是自動避障功能,消費級的無人機擁有自動避障功能的很少。目前除了一家專做軍用無人機的團隊——博瑞空間,明確宣布將自動避障功能嵌入了旗下所有的產品,但市面上大多數的無人機產品的自動避障功能的實現還處在概念宣傳的階段。
目前市面上的消費級無人機,採用的都是gps定位系統,這種定位系統誤差很大,對於操作者的安全威脅很大。雖然上文提到的團隊,在消費機上採用了3維定位的方法,大大的縮小了無人機的定位誤差,但是離app操控還是存在一定的差距的。
最後一個是app運轉的問題,app的運轉是否穩定,影響到的是無人機的飛行穩定程度。中病毒,手機死機等問題是app操控無人機必須要解決的問題。
綜上所述,手機app操控無人機的時代會很快到來,但是現階段,還是存在安全隱患的。

推薦一個微信賬號:bri—sky
上面有很多關於無人機的觀點
題主可以看看。


絕對不行!實體搖桿的手感你想去比手機app?做夢去好了。就像你的手機app能當汽車方向盤一樣


來個無關的
不知道dji這些廠商的飛控能不能用重放攻擊。。。
要是能的話一下手就是好幾k,嘿嘿。。。


完全兩類不同的產品,之前和一個專業使用大疆S1000的哥們聊,使用手機APP操控,非常不順手,感覺就是沒有安全感


有一次在室內飛Parrot,剛起飛,還沒升到一米高,尼瑪,iPhone上跑的AR.FreeFlight應用崩潰退出了!(好吧,你可以怪我用了四年多的iPhone 4太不給力。)

還好我眼疾手快,一下摁住Parrot(不是我勇敢,裝了防護罩),正想著怎麼給它斷電,摁到地上,自動「熄火」了,是啊,這娃自帶超聲波測距。


推薦閱讀:

目前有哪些無人機上市公司?
如何看待"無人機炸機資訊站" sb-dji.com?
如何看待連續兩天雙流機場無人機黑飛事件?
近期的無人機擾航事件是否與恐怖主義有關?
哪些數據支持大疆科技 100 億美元估值?

TAG:移動應用 | 遙控器 | 無人機Drone | 航模 | 信息網路安全 |