当摄像机遇到无人机

大疆创新（DJI）在短短几年内成为民用无人机领域的领头羊，凭借的是其技术过硬的载有航拍（飞行影像）系统的无人机产品，以至于直到现在，很多人一听到“无人机”，第一反应就是“航拍”。对航拍来说，摄像机成为无人机不可或缺的配置。

灵眸 Osmo 口袋云台相机，一款被誉为“口袋神器”的拍摄设备，不但轻便易用，更能拍出稳定的视频，改变了一般消费者拍摄方式，大幅调低了视频制作的门槛。

大疆创新作为一家专业的无人机公司，为什么能推出改变地面影像拍摄的设备？如果你了解无人机与手持影像稳定器，两者之间千丝万缕的关系，就能知道大疆为什么能推出地面的影像拍摄设备。

无人机与云台

无人机飞行时需要倾侧机身，所以机身晃动明显，更需要影像稳定系统协助。影像增稳，向来都是拍摄视频的一个重要课题。

以往，摄影师都使用路轨或飞猫等重型设备，在拍摄视频时进行增稳，虽然增稳效果不错，但使用起来不太方便。后来，相机加入光学防抖和电子防抖技术进行增稳，使用起来虽然方便，但增稳效果一般。

同样的，影像增稳在航拍上也是一个特大难题。无人机飞行时，机身姿态会不断改变，所以航拍相机遇上晃动的情况，比地面拍摄更为严重。直至大疆推出了禅思Z15无刷直驱云台，才根本解决了航拍视频晃动的问题；也因为如此，以后推出航拍无人机，大部份均标配云台相机，带来更稳定的航拍影像。

后来大众通过无人机，认识到云台能有效解决了航拍影像晃动的难题，并把云台技术引入地面端，改良成手持稳定器，大众才有一个方便使用、效果又好的影像增稳设备。例如大疆推出的禅思 Z15云台，解决了航拍视频晃动的问题。

但是，为什么原属于空中的无人机，居然会改变了地面视频拍摄的方式？这是因为无人机、云台或是我们在地面上用的手持稳定器，都采用了类似的增稳技术，让机器懂得“稳住”自己。

稳定技术和增稳算法

无人机的增稳技术是让摄像机稳定拍摄的基础。有过操作无人机经验的飞手们，有可能遇上过大风吧？为什么无人机在疾风下，也不会被吹到东歪西倒？

▲无人机会感知自己的位置，调整电机输出，然后回到合适位置

▲通过 PID 控制算法，无人机能在回调的同时，又能保持稳定

这是因为无人机传感器（例如 GPS 或视觉系统）能感知无人机偏离了正确位置，然后无人机就会按着偏离位置和正确位置的距离，调整动力输出，把无人机回调到合适位置。

以这样的方式，无人机的云台相机、或是地面上的手持稳定也能实现。当相机抖动时，稳定器里的陀螺仪会感测相机角度与正确角度的差距，然后通过改变电机动力，纠正相机指向；这样，相机拍摄角度才不会出现太大变化，让画面变得更稳。

把无人机或相机合理回调，看起来很简单，但要让无人机或手持稳定器适应多变的环境，却不是易事。

无人机在飞行时遇上疾风，其风力和风向都会不断的变化；而用户手持相机步行，起伏不定的地面也使相机向不同方向不断晃动。当客观环境不断变化，系统就需要不断频繁调整，无人机或相机难免频繁地晃来晃去，谈不上稳定。

这时候，无人机云台相机就更需要使用 PID 控制器 (Proportional-Integral-Derivative Controller)来增强稳定性。PID 控器是目前主流的机器人控制算法，大疆举办的RoboMaster机甲大师比赛、近年十分流行的自动驾驶汽车，也有用到以 PID 控制器为基础的算法。

首先，传感器会先感知无人机或云台的位置变化，然后 PID 算出每次调整时出现的误差数据，然后按客观环境增加或减少调整的力度，避免系统频繁大幅调整。无人机传感器与 PID 控制算法配合，不但能让无人机的回调位置更精准，也能避免机体频繁晃动，增加飞行的稳定性。

同样地，无人机云台相机或手持稳定器，也是通过这种方式稳定镜头角度。所以要稳住影像，并不是随便买几个传感器就能解决，更需要通过深厚的算法积累，才能拍出来的画面不会晃来晃去。

无人机与手持稳定器，两者有不少技术是互通的，所以无人机公司推出手持稳定器，不但不是跨界；相反，就是有了深厚的无人机技术积累，才能生产出如此小巧可靠的手持稳定器。