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我们在 CES 迎来 Yuneec 的黑级双目自动避障技术之后，这回我们在大疆 Phantom 4 的发布会里，再次迎来第二颗黑级冲击：基于双目避障的视觉追踪技术。然而，为什么大疆的 Phantom 4 和 Yuneec 的 Typhoon H，可以像有生命的一样自动回避障碍物？ 原因是：它们都有一双眼睛。 什么是“双目”？ 视觉是一种基于 2D 的感知，我们在 2D 画面下只能知道长度和阔度，但是不能感知深度和距离，但生物能判别深度和距离，是因为我们不单只有一只眼睛，而是有“一双”眼睛。我们可以透过眼睛的左右距离，与观察的对像产生，藉此获得深度和距离的信息。 大家不妨试试：把手指放在眼前，分别采用单眼及双眼方式盯着，然后把手指往前／后移动。如果你单着眼看，你只能透过手指的大小和焦距来判定它的大约位置；但当你使用双眼盯着，才能准确地估算你的手指离你多远。从此可见，对于人类来说，“一双眼睛”是我们由 2D 世界进化至 3D 世界的关键，我们会称这种效果为以及。
同样地，对于科技界别来说也是一样：在天文学或测量学上的（上图），其方法很类似生物使用双目测距。同样地，下图是大疆无人机的设计，在起降架的上方各有一只眼睛，无人机就能透过这一双眼睛，利用三角测量法来判定对像的远近。
何以要用双目？ 无人机发展多年，早就能透过 GPS 判定无人机在平面上的位置 (2D)，藉此进行定点悬停。但是，如何让无人机感知距离，回避障碍，一直都是个很大的难题。 我们最早的测距方式其实有点像车雷达，透过类似蝙蝠的“听觉”，向测距对像射出电波，感知反射后判定物件的方向和位置。法国无人机公司 Parrot 旗下的 AR.Drone 无人机，最早就透过超声波方式往下方测距，让无人机能固定在同一高度上飞行；而零度无人机的探索者第二代 (XIRO Xplorer 2) 则采用特殊红外线方式 360 度测距（下图），藉此回避障碍物。然而，雷达式测距的最大限制是：它需要先发射电波，然后侦察电波反射；在续航力和电波发射功率的限制下，很难进行长距离的测距：例如 Parrot Bebop Drone 的超声波定高，最高距离，而零度探索者 2 的最大回避半径，则。
但透过双目感应器，只要在光线良好的环境下，它的自动避障距离比雷达式避障要远得多：大疆的双目感应器可以判断最远约 15 米的障碍，比 Parrot Bebop Drone 远了接近一倍。 智能的眼睛 由于双目感应器有更广阔的距离判定能力，让它能提供更智能的飞行方式。 大疆 Phantom 4 或是 Yuneec Typhoon H 这种采用双目感应器的无人机，能在飞行时同时取得长、阔、深的数据，瞬间进行基本的 3D 建模，从而让无人机回避的同时，即时重新规划最优的飞行路线，绕过障碍；而不是像超声波避障一样只能直接停下来。除此之外，由于无人机的整个飞行路线都能基于视觉来调整——用人话来说，就是你可以直接用画面来控制你的飞行路线，故此，我们现在可以直接以最最最直观的图像方式来控无人机：大疆的 Phantom 4 里的“视觉追踪”和“指点飞行”（下图），就是透过双目感应器来增强可靠性。虽然说目前有部份无人机也实现了视觉操控和追踪的能力，但操控的准确度与敏捷度，并不能与拥有双目感应器的无人机相比。
诚然，双目避障虽然是黑级科技，但算不上是什么新玩意，大疆其实只是沿用了他们。大家一直不能在消费级无人机上使用双目避障，其主因是双目避障也是把双刃剑，它有其优势，但同时亦有其限制。 双目的限制 双目避障的最大问题是：它需要进行大量的图像分析，而图像分析往往需要大量的计算机资源来运算，所以它对于无人机的大脑－－“飞行控制器”（简称“飞控”）的运算速度有不低的要求，这也是 和这两家处理器巨头，为甚么能藉着强大的运算能力而跨界插足无人机范畴。而且，亦由于双目避障需要大量的运算，导致增加了耗电量，这也是大疆本来就掌握了是 360 度双目避障技术，但最后 Phantom 4 却只采用前向避障的。
双目避障除了是对处理器和续航力有要求之外，它也直接冲击了无人机的生产成本。在电脑或手机界别，英特尔和高通的高速芯片售价不菲，而且双目感应器和它的一堆配套也需要额外购买，成本难免上升；例如 Yuneec Typhoon H 售价就高达 1799 美元（上图），比起他们上一代旗舰 Q500 的 1299 美元贵了不少；而他们在与大疆其实在双目避障上是同时起步，在技术有亦有所储备，但 XIRO Xplorer 2 暂时采用雷达方式避障，只是成本和产品迭代上的考量。 在目前无人机陷于价格战的环境下，双目避障未必就是个最佳的选择。 无人机的新视觉 无论双目避障的限制有多大，它已经成为目前无人机界别的最主要的创新空间。而且，我先前经常强调：无人机的门槛很低，要造无人机并不困难；但是，双目避障在技术上、在成本上，也很可能成为无人机巨头与后来者之间的一个巨大门槛。 好吧，来到这个地步，真的不要说无人机是“高级遥控飞机”了（笑）。 & 题点来自
【每日话题】一不小心今天的话题就变成了个软件集合推荐，抢了智友论坛安卓软件下载区的活儿...更多公众号：zhake100要玩，就要够胆！炸客网，一个好玩、有趣的航模社区。你想到的、没想到的，也许这里都有。最新文章相关推荐搜狗：感谢您阅读，大疆小米到零度，一张图告诉你无人机该怎么选，本文可能来自网络，如果侵犯了您的相关权益，请联系管理员。QQ:无人机如果不会避障，和无脑机器人有什么两样
来源：宇辰网
　　无人机发展至今，在续航和以及功能上的进化已经到了一定瓶颈，于是，世界上主流的消费级无人机厂商便开始将安全性作为接下来产品的发力点，纷纷自开发了自家的“避障系统”（Obstacle Avoidance）。
　　所有无人机面临的难题当中，“避障”属于对技术和精度要求最高的一种。
　　让无人机自主感知周围环境并对接下来的飞行轨迹做出规划，这件看似简单的事情对无人机来说是个很大挑战，要想很好的解决这个问题需要无人机厂商自身在计算机视觉、超声波、雷达定位等方面有足够的技术积累。
　　那么，目前市面上主流的消费级无人机，比如大疆、YUNEEC昊翔、Parrot等都分别采用了什么样的自动避障系统呢？
　　昊翔 YUNEEC Typhoon H――复合避障
　　早在年初的CES上，昊翔 YUNEEC 就展示了其搭载 Intel Realsense 传感器的室内避障系统，直到前不久的 CES Asia，这款消费级的产品Typhoon H正式亮相，并展示了其最新的室外复合避障系统。
昊翔无人机/图 来源网络 
　　如果说此前的室内避障演说，是一次针对无人机智能化想所未想的概念，那么相较于目前普遍存在的避障概念，此次高精度辨别障碍物并进一步规避的实现，则是无人机技术在智能化方面的飞越。
　　实际演示中，开启壁障系统的Typhoon H Realsense 可顺利实现跟随过程中对场景中树木的识别及躲避。
　　YUNEEC昊翔的Typhoon H Realsense 版所拥有的是超声波、可见光+结构光复合避障。台风H机身前部两个圆孔为超声波传感器，能通过收发超声波的方式，针对声波往返时间来计算出与障碍物的距离。
避障组件/图 来源网络 
　　两个圆孔下方的长条状物体，就是台风H黑科技称号的来源――Intel RealSense模组。该模组采用了Intel实感技术，能将2个红外线摄像头、1个红外线发射器和1个RGB标准摄像头产生的信息集成到一颗指甲大小的图像处理器上，而进一步对物体表面进行精细建模，构建出三维空间信息。
昊翔无人机的避障摄像头/图 来源网络 
　　在自然光充足的情况下（白天），台风 H Realsense 版通过RealSense模组可以识别10米左右的障碍物，并分辨出他们的形状和位置。在夜晚，借助主动红外线发射器，台风 H Realsense 版也能感知5米左右的障碍物。
　　大疆精灵 Phantom 4――双目测距法
　　今年3月5日，大疆正式发布了全新的精灵4，不负众望搭载了自动避障功能，原理是双目测距法。光线充足的环境下，检测距离达到在0.7米-15米，且能够根据飞行的速度控制无人机的飞行速度，调整停止的时刻，避免发生碰撞。
大疆无人机/图 来源网络 
　　需要注意的是，Phantom 4 并没有采用全向避障，也没有超声波传感器，目前仅能实现正前方的检测。同时基于这项技术，Phantom 4 可以通过视觉传感器和软件算法，在一定条件下自动规划躲避的路线。
　　而所谓双目立体视觉，有点类似于人眼估计距离的原理，利用两个不同的图像传感器，固定之间的距离，测量物体与传感器之间的夹角，已知两传感器之间的距离和物体与两传感器之间的夹角，根据三角测距定理能够计算出物体与无人机之间的距离。
双目测距法原理/图 来源网络 
　　双目立体视觉算法由大量的代数方程组构成，对数据的处理量通用巨大，需要多台顶级的计算机进行协同计算，因此如何降低处理器的能耗并提高计算性能成为了诸多无人机厂家面临的问题。
　　零度 Xplorer 2――激光雷达 TOF
　　TOF 是 Time of Flight 的简写，大概意思就是说根据飞行的时间来判断，基本原理依靠传感器发射一定频率的红外/激光信号，然后根据反射信号与原信号的相位差计算信号的飞行时间，即可换算出距离障碍物的距离。
避障组件/图 来源网络 
　　在悬停状态下，TOF系统会一直保持快速旋转，每秒钟旋转2-5圈。通过旋转，可以在短时间内完成对周围有效半径内的360°范围进行快速扫描，从而用较快的速度发现障碍，然后对飞控系统发出调整位置的指令，以此来进行避障。
　　在飞行状态中，TOF系统则会停止旋转，只把光发射到前进的方向上。固定方向的时候，在室外的有效距离可以增加到8-10米。检测到障碍物之后1秒的反应时间，无人机可以用一个较大的加速度来停止前进。
零度 Xplorer 2/图 来源网络 
　　就拿零度 Xplorer 2这款产品来说，使用的是光相位检测，顶部类似小蘑菇的传感器发射出激光雷达，以每秒50次的速率360°快速扫描四周的环境，绘制出3D模型，将物体的三维轮廓转换为机器所理解的语言。
　　TOF激光雷达的方式较为成熟，但光波容易被干扰这一点也不容忽视，系统发出的光，必须避开太阳光的主要能量波段，从而避免太阳光的直射、反射等对避障系统造成干扰。
　　上述避障方法基本代表了目前主流的消费级无人机对于避障这件事的解决方案，他们各有优劣但都还处于较为初级的阶段，所适用的场景、对障碍物的识别以及抗干扰能力都还有很大的提升空间。
　　其中，双目测距法和TOF激光雷达两种技术主要依赖于传感器，而搭载 Intel Realsense 的 Typhoon H，其核心是通过计算机视觉将周围环境数字化，以此规划对飞行路线实现避障。
　　避障技术之于无人机就像AI大脑之于机器人，对于整个无人机产业来说是一场革命性的创新，一方面可以提高无人机的安全指数，另一方面也可以也将降低无人机的操作难度。
(责任编辑：牛格 UN807)
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