大疆最佳伴侣丨成至LP12探照广播一体机背后的研发故事

2022年3月22日，中国广州，成至智能为大疆M30无人机开发设计的探照广播一体机LP12正式发布，LP12谐音“老婆要爱”，它的探照距离是100米，广播距离是200米。

▲LP12产品效果图

我们已经知道，在山林搜救和日常安防巡逻等应用场景里，无人机需要搭载大变焦可见光相机、红外热成像相机、探照灯和喊话器等任务载荷。2020年，成至为M210设计的MP130喊话器和GL60系列探照灯上市，2021年，成至发布了为M300设计的MP140喊话器和GL60plus探照灯。

▲成至喊话器与照明灯

这些产品发布的时候，都代表了当时无人机扩音与照明技术的世界领先水平。其主要包括两大特点：1. 发布时间是在大疆M210、M300上市后至少一年; 2. 功能单一，就是纯粹的扩音或照明功能。

大疆发现了第三方负载不能跟无人机新品同步上市的问题，并做出了调整。2021年3月底，成至智能进入到大疆全新机型M30的首批生态方案开发厂商名单。6月份，我们收到了探照灯、喊话器的开发约束清单，开始前期的预研工作。最开始，成至智能仍然计划开发纯粹的扩音及照明产品，即为M30设计一个喊话器和一个探照灯。8月底，大疆的同事建议成至可以优先开发一个探照与喊话二合一的产品，在重250克左右时，有效的照明及喊话距离均可以达到100米以上。因为在执行搜救任务时，有部分区域比如深山里，车辆是无法抵达的，需要选用比M300更小巧便携的M30无人机，才能以徒步背负的方式深入搜救区域进行作业。搜救时，无人机使用喊话器进行空中广播，告知搜救对象保持体力/到空旷地方/摆出显眼的求救标志等，同时使用红外热成像相机进行大范围搜索，发现疑似热点后再降低飞行高度，使用探照灯配合可见光相机进行目标的确认。

▲LP12配合M30搜索作业

成至智能非常认同这个应用场景，认为有很大的社会价值，也完全符合成至智能“以科技守护安全”的理念。公安民警也提到了，在日常工作中，需要同时组合使用喊话器及照明灯进行提醒、驱离、警报等，并有多个队伍已经把成至MP130及GL60同时搭载在M300无人机上。当使用无人机自动机场里时，要更换负载也极不方便，机巢还可能是部署在远程的位置，而喊话与照明都是常用负载，缺一不可。

▲LP12设计图

11月，产品设计基本成形，我们以新的喊话器为基础，在上面增加了两个快拆接口，最多可以加载两个30W功率的探照灯，初步测算，加一个探照灯时重300克，加2个探照灯时重430克，外观美观对称。白天只搭载喊话器，晚上根据需要灵活选择探照灯数量，还可以有兼容的红蓝爆闪警灯等，这个精巧的设计，我们是非常满意的，但大疆的同事认为，300克也还是重了。因为无人机越小，对重量越敏感，每增加70克的起飞重量，M30无人机的续航将减少一分钟，取消快拆结构的设计，做成不可分离的一体机，可减重约20克。考虑到M30会广泛部署在自动机场里，我们最终决定取消快拆设计，在满足设计目标的前提下，极力的降低重量。

▲二合一轻量化设计

随后，我们正式对该产品进行立项，委任高级电子工程师严嘉奇为项目经理，他是毕业于香港科技大学的硕士，毕业后留港工作七年，2020年因疫情影响，回广州加入成至智能。他的工作任务是，组织并协调公司的研发和工程资源，完成样品的产品化工作。项目经理的工作的要点是改进产品设计，使其容易生产，良品率高，生产成本低且质量可靠，最后是使用体验要好，这就是“为量产而设计”。真正的挑战，现在才开始。

首先，是LED灯芯的选型，发光面积越大的LED灯芯，效率越高亮度越大，但是对应的聚光透镜也就更大，从而使灯体的体积变大、重量增加，最后，我们放弃了GL60plus上的方案，选择了一款发光面最小的新灯芯，把探照灯的体积重量给控制了下来，代价是每瓦功率的效率下降了，只达到了第一代GL60的效率。探照灯灯体的重量减下来后，控制灯光俯仰的电机功率也可以减小，我们专门订制了更小巧的电机，又节省了几克的重量。

其次，在长时间连续播放驱逐音、大动态音乐等测试的音频文件时，喊话器出现了过热烧毁的情况。先使用硬件方法，把峰值功率降下来，是不再会烧坏了，但是喊话声音也跟着变小了，这样绝对不行。降功率不行，就改进驱动器的设计和加强散热，让它能承受更大的功率，同时，在软件上下功夫，对音频文件使用算法软件进行预处理，把可能会导致过载的音频进行抑制，把响度不够的音频进行提升。最后，改进后的喊话器，不管连续播放多长时间的极端音频文件，也不会有烧坏的情况出现。

最后，是产品外形的设计，在兼顾声学性能的同时，号角不能与探照灯有干涉，外形要符合流体力学，尽量减小风阻以保障无人机的续航能力，还要符合注塑模具的设计要求。成至产品的外观要求是极具特色易于辨识，必须精致美观。廖科文总经理高度重视，亲自指导，我们参考红棉花、喇叭花、风铃花等的外观，以流体美学的理念，完成了工业设计，做到了用科技呈现艺术之美，用艺术展现科技魅力。

▲LP12的流体美学

我们的新品发布预告海报的文案是“以其小成其大”，指以它的弱小来成就行业应用无人机系统的大作用。海报中，月光透过中式窗户照在墙上，映出微风拂动的中式风铃，仿佛能听见静夜中的清脆铃声。影是弱光，声是轻音，但传递的是中国品牌的大方与自信。

LP12的研发，是对成至智能声光工程技术的极大挑战，我们完成了这个挑战，并因此而让我们的能力更强大。公司晋升项目经理严嘉奇为副总工程师，并成为创业合伙人。他将带领团队，为M30继续开发行业应用产品。