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大疆无人机御Mavic 2是如何设计出来的?

2018-8-28 11:26:33 显示全部楼层
“御” Mavic 2 是如何设计出来的?

匹配全新的影像系统

全新的“御” 2 分为专业版和变焦版两款机型,专业版配备的 L1D-20c 哈苏相机,拥有 2000 万像素一英寸 CMOS 传感器,而“御” 2 变焦版本配备了 24mm-48mm 2 倍光学变焦的镜头,两者的性能相比第一代都有了很大提升。
影像系统的升级给机身设计提出了更高的要求。面对着体积大了数倍的相机,工程师们必须重新设计三轴机械云台。因为云台相机每增加一点体积和重量,都将影响飞行性能和续航,他们必须在体积和性能之间找到最好的平衡点。
为了让搭载了一英寸 CMOS 传感器的云台相机与飞机机身完美匹配,最后工程师们决定依据云台相机的组件来决定无人机机身的高度和宽度,他们的目标是实现最小的体积和最大的性能,研发团队前后更迭了4 个版本才得出现在的方案。

在小巧机身中融入全向感知系统

“御” 2 是大疆第一款实现全向感知的无人机,意味着他能在多种飞行环境中提供定位以及辅助避障保护。这一套强大的智能感知系统包含了 8 颗摄像头和 2 组红外线距离探测器模组,对于大疆的工程师团队来说,把这套强大的系统融入到小巧机身中是需要攻克的最大难题。
不仅需要考虑传感器的选型,把厚度做到最小,同时也要考虑其性能和可量产的要求。另一边,为了不影响别的系统功能,需要考虑如摄像头的安装位置和角度、在超广角 FOV 下被机身遮挡的影响等等这些问题。
为了解决这些难题,光是前期模组的摆放位置就经历了几轮迭代。最后工程师们决定把第一代 “御” Mavic Pro 采用的超声波方案换成了红外线距离探测器,并且把 GPS 从机身尾部移到了机身中部,再经过多次实验和讨论,才有了如今的机身设计。在不刻意隐藏摄像头的方案下,“御” 2 遍布全身的感应模组,反而成为了它强大性能的标识。

全向感知包括前、后、左、右、上、下六个方向,但并非 360 度全向覆盖。其中,左右感知仅在智能跟随和三脚架模式下生效。感知系统只能在有限的环境条件下辅助飞行安全,并不可替代操作者的判断和操控,请务必在飞行中时刻关注周围环境和 App 相关警示,确保安全飞行。

传承和创新

“御” 2 在机身结构和布局上传承了上一代的方案,折叠方式、脚架天线、电池插拔方式等,几乎所有的设计改动都是基于功能的变化。
相比传承,“御” 2 的创新更令人瞩目。工程师们整体优化了电池、动力系统效率和整机气动设计。机身在风洞进行了空气阻力仿真实验后,机身和机壁都变得更圆润了,使得“御” 2 全速飞行时机体阻力相比第一代产品降低了 19%,在整机变重的情况下依然实现了 31 分钟的续航 。

无风环境下,以 25 公里/小时匀速飞行测得,实际使用时间或因环境和飞行方式不同而有所差异。
而新的视觉避障方案运算量的增加也催生了新的散热方式,工程师们调整了进出风口的位置,保证飞行时气流能快速带走热量,提升系统运转效率。FOC 正弦波驱动电调和降噪螺旋桨的运用也显著降低了噪声干扰,避免飞行噪声惊扰周围。
“‘御’ 2 并没有刻意去追求设计上的酷炫,没有丝毫夸张的元素,也没有一丁点多余的细节,我们只是在还原它本该有的样子。”大疆的工程师评价道。

来源: DJI大疆创新

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