无人机的专利江湖:大疆-Phantom 4
TiPLab Zach Wang
2016-05-17

源于对成功者的追逐,大疆及其创始人汪滔的故事网络上报道颇多,但我们还是这里做了个整理,如果只讲大疆的专利而无视其历史,则任何技术的创新和专利的布局都将缺乏温度,都会不觉真实,这就像我们经常对团队讲专利布局一样:企业规模、研发进度、市场策略、技术领域、技术先进度等因素都可以左右企业应该采用哪种方式去申请专利,但是,一切的决定都有一个前提,那就是企业所处的当下局势及历史背景。

“欢迎来到机器视觉的时代……”

这是大疆第四代精灵“Phantom 4”的宣传语,Phantom 4的发布时间距离Phantom 3的发布不足一年,却在各项性能上超越了Phantom 3一大截,特别是前视障碍物感知系统集成先进的传感器以及计算机视觉及机器学习技术的应用使得Phantom 4具备了感知和主动避障能力,从这一点上来说,Phantom 4确实将用户带入了第四代消费类航拍无人机的智能化时代。

所谓的引入了“计算机视觉与机器学习”技术其实就是新增了障碍感知、智能跟随、指点飞行这三大功能,翻译成人话就是:Phantom 4能够识别周边物体、判断飞行环境,并在一定条件下实现自主飞行。大疆创始人汪滔说:“Phantom 4开启了一个全新时代,让初学者也能自如地操控无人机,将用户从繁琐操作中解放出来,专注于航拍。”科技驱动型公司就是这样,给用户带来惊喜的同时背后一定是攻克了太多的技术难题和争分夺秒的时间观,这当然也得益于他们日以继夜的加班文化。

Phantom 4
Phantom 4

Phantom 4内置两个前视传感器,一旦发现障碍物(可感知前方15米、下方10米远)便会逐渐减速直至悬停,甚至可自主选择新的路线绕过障碍物或者根据距离信息实现相对障碍物的悬停(CN103543751A),从而大幅降低飞行器碰撞概率。其实这一技术这并非大疆首创,Intel在去年IDF(Intel Developer Forum,简称IDF)上就开始将3D实感摄像头用在了无人机上实现障碍物规避功能,在今年的CES(International Consumer Electronics Show,简称CES)上展示的一款Intel投资的Yuneec(昊翔,后面会专门讲到该公司)无人机在树林里游刃有余地飞来飞去的画面,吸引不少人驻足。除了Yuneec之外,零度Xplorer 2(避障)、腾讯互娱与零度联合打造的空影Ying(跟拍),以及斯凯智能的Skye无人机(避障及追踪)都有类似功能。这些公司大都在今年1月的CES上就发布了这个功能。但问题的关键是,尽管大疆并不是最早发布具备这类功能无人机的公司,但它却拥有着不少的相关专利。

大疆计算机视觉与机器学习技术的相关专利
大疆计算机视觉与机器学习技术的相关专利

据悉,Yuneec从去年的Q500销售量很可观,截止到目前,国内外总计已经卖出了近十万台,这让大疆认为不得不采取一些措施维护自己的领地,于是今年4月1日愚人节这天终于拿出自己刚刚授权的两件专利向Yuneec发起了进攻,其中就包括计算机视觉与机器学习技术的专利(US9164506,目标跟踪的系统和方法),据悉,Yuneec已聘请美国知名律师事务所进行正面应诉,虽然Yuneec的反应迅速积极,虽然大疆的专利权的稳定性还有待挑战,但不得不说,专利作为在企业的经营活动中的一种商业工具,大疆已经将它们排上了用场。

在指点飞行方面,用户只需在应用程序中选择飞行方向,Phantom 4将计算出其它可通行的路线,避开沿途障碍自动飞向指令的方向(这一技术的介绍在CN105554480A专利中有比较详细的介绍),类似技术的解决方案仍有可对照的专利,比如CN104035446A(根据取景飞行的航点生成一飞行轨迹并编辑所述飞行轨迹)以及CN103913588A(根据像素速度和无人飞行器的飞行高度获取无人飞行器的实际速度)中披露的技术信息。

指点飞行技术的相关专利
指点飞行技术的相关专利

Phantom 4在外观设计上较之前产品并没有特别明显的变化,但是在机身设计上却融入了很多大疆潜心研发的技术,其采用镁合金芯体设计在降低机身重量的同时,增加了机身强度从而有效消除机械振动,并将内核结构更加靠近桨平面,更为科学地优化了机身的重心分布,为了满足其运动模式下的整体稳定性和机动性,大疆的Phantom 4在云台技术方面也做了不少改进和优化,比如将云台进一步整合到飞行器机身中(CN104903790A),使云台的重心更接近飞行器的重心,使用直驱式电机实现无级调速代替传统的与机械齿轮传动机构(CN103939718A),在底座和安装座间增设所述减震件(CN104379959A)使其三轴云台与减震装置的配合能够消除飞行中的抖动和颠簸,让相机在激烈运动中也能捕捉稳定流畅的影像。在云台的姿态控制方面,可以通过检测云台或负载的运动状态判断云台的运动是用户预期还是非用户预期运动以实现智能化调整(CN103901897A),诸如此类创新枚不胜举,大疆在云台上创新的技术主要集中在减振增稳、重心调节、姿态控制、云台驱动以及载体固定等方面。

云台重心调节及姿态控制的相关专利
云台重心调节及姿态控制的相关专利

应用在Phantom 4上的创新还有很多方面,比如续航时间提升(CN104166355A;CN104991202A;CN105048603A),使得Phantom 4有效飞行时间比Phantom 3 Professional提升了25%,螺旋桨的设计(CN104684805A)实现了快速用户快速安装拆卸等等。

大疆产品
大疆产品

从Phantom 1到Phantom 4,其实还有很多产品没有涉及,包括大疆的飞行控制器(NAZA系列、Woo Kong系列、A系列以及Ace One系列等),灵眸Osmo(手持云台),如影Ronin(三轴手持云台)系列、电子调速器、电机等等,这些不乏亮点设计的产品同样在大疆的成长之路上为其添彩增利,同样也征服了不少的用户(比如灵眸Osmo手持云台使资深摄影玩家抛弃了廉价的自拍杆),我们相信大疆任何一款产品的成功都离不开其对细枝末节的完美追求,得益于大疆良好的专利布局的基因,这些凝聚了智慧的创新也总能在其公开的专利找到蛛丝马迹,专利信息的价值就在于此,既保护了发明者也惠及了其他人。

在很多人看来,大疆的成功源于在某一细分领域捷足先登的运气,源于创始人及其团队坚韧和坚持,源于“风口”的力量及VC的青睐,但这些都不是最重要的,通过对大疆产品及其对应专利的梳理和分析,我们发现助力这家公司从养在深闺,默默无闻,到今天爆得大名,走向成功,正是其对技术的敬畏,对创新的尊重。

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