“盘点无人机避障技术 谁是黑科技?”

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今天凌晨，dji大疆创新在美国纽约召开新产品发布会，发布精灵系列新产品大疆精灵phantom 4。 虽然早期曝光对精灵4没有太大的悬念，但其中的三个创新功能依然展现出大疆的诚意，特别是其中的视觉障碍可以说是黑科技。

目前市面上主流的电动多旋翼飞行器避障系统主要有三种，分别是超声波、tof (激光雷达测距的一种)和逐渐成为主流的视觉测距。 正好最受关注的国内三家无人机制造商最近相继推出了自己的新产品，同时采用了这三种系统中的任意一种或两种。 那么，让我们来分解一下，谁是真正的黑科技来避开屏障。

零度xplorer 2:激光雷达tof测距

tof是飞行时间的缩写，直译过来就是飞行时间。 飞行时间法3d成像是指向目标连续发送光脉冲，由传感器接收从物体返回的光，通过检测光脉冲的飞行(往返)时间来获得目标物距离。

采用这种方式的光波容易受到干扰，来自系统的光需要避开太阳光的主要能量频带，以免太阳光的直接照射、反射等干扰到避障系统。 这个原理需要非常准确的时间测量，需要专用的解决芯片，芯片价格很高。

零度在ces上发布的xplorer 2使用了tof测距方案。 无人机蘑菇头是自动避障模块，该避障模块在6m比较有效的避障距离内，以每秒50次的速度360°； 扫描各个方面。

/ br// h/xplorer 2自动故障排除模块

昊翔typhoon h :真实感觉(单眼+构造光) ( ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) )。

realsense的技术原理是利用主动立体成像原理，模仿人眼的视差原理，通过发射红外光，用左红外线传感器和右红外线传感器跟踪其光的位置，利用三角定位原理计算3d图像中的深度新闻。 搭载深度传感器和全1080p彩色镜头，可以正确识别手势的动作、脸部特征、前景、背景，让设备理解人的动作和感情。 根据英特尔方面向外界透露的数据，realsense比较有效的测距距离将达到10米。

realsense是单目+结构光，由单个摄像机和结构光发射机组成深度摄像机。 但是，结构光是外表，结构光只适合黑暗的环境、室内。 英特尔为什么要创造一个类似热带雨林的黑暗环境？ 因为会被干扰！ 雷动云合创始人廖鸿宇表示，由于将3d深度摄像机改为2d深度摄像机，其单眼+结构光的智能导航模块仅需200元。

/ br// h/typhoon h集成了英特尔的实时传感模块

大疆精灵phantom 4(双目视觉+超声波

双眼的测距原理就像我们人类的双眼一样，看到的图像不同。 如果是同一个点，双眼看到两张图像有差异，但可以通过三角测距测量该点的距离。

/ br// h /双目视觉系统的原理图

虽然phantom 4增加了双目屏障，但其实沿袭了guidance的核心算法，能够识别最近0.7米、最远15米的障碍物； 水平视角60 &度； 垂直视角为30°； 。 双目视觉的特征是，在远处，双目视觉能够保证三维准确的新闻，例如远处的两座山相距很近一座。 当然，不能有遥远的小目标。

phantom 4的视觉定位模块

谁的技术是黑科技？

雷动云合创始人廖鸿宇:

其实，所有的光学测距除了tof以外都是三角测距。 双目测距是基础，但双目测距的难点在于，比如两个摄像机各拍一张图像，如何知道这两张图像中的某一张是同一个？ 我们将其称为测中点，也称为锚点。 这是一项计算量很大的工作，后来有人想了一个方法。 我发出结构光，我取下了一个照相机。 结构光知道那个图像。 也就是说，一方的照片确实知道。 那么，另一台照相机的图像怎么样？ 很容易找到这一点，计算其差异，然后就可以进行测距。 这是结构光测距的原理。 其运算量变得相当小。 因为双眼运算多，杂度太大。 但是，结构光的前提是需要补充光。 为什么叫主动视觉，是因为我们发出了光。 那个为了安全，这个光不能太强。 环境明亮的话，这个光点不太容易发现，所以结构光通常不适合室外环境。 那个适合室内的环境。 特别是越暗，越容易找到这些点。 另一方面，由于双目视觉是被动视觉，外界光线越强，图像越清晰，因此可以说双目视觉更适合室外环境。

觉得在大疆很创新的地方是，在室内双目视觉稍弱的时候，正好可以采用超声波。 另外，室外的双目视觉运算量太大，有些地方无论如何都会漏掉。 此时，超声波也可以作为补充。 超声波的优越性用于测量距离是准确的，但不能形成各点之间的深刻新闻。 只能测量大致的距离。 例如，汽车雷达是超声波，告诉你某个方向有障碍物。 但是，我不能告诉你哪一点有障碍物。 但是，可以通过双目视觉和结构光检测出哪个点深度的新闻。 所以，超声波通常是用来避免障碍的，不适合室内机器人的导航。 无人机在室外首先是避免障碍。 例如，只要知道前方有树就行了。 而且在室内，无人机必须悬停，gps因为室内信号很弱，所以被用来决定高度。

图形技术的创始人费浙平也同样承认，结构光在室外无法采用，且双目在观察对象纹理不清晰的情况下不太容易发挥作用，但他的方法不是减少一个摄像机，而是给两个摄像机增加结构光

guidance是双眼rgb，看他们网上有证明。 &lsquo； 环境要求照明状况良好的观测对象纹理很清晰。 这是保证典型的双目rgb做法能比较有效地工作的前提。 双眼的要求是两个照相机能够对准相同的特征点，如果对象的特征纹理不丰富，则例如像白色的墙壁一样，双眼完全不能使用。 因此，双眼不能作为通用的深度传感器来采用，只能作为手型(例如leapmotion )、dji )、adas ) )等预先设定的特定任务来使用。 双rgb的好处是可以在室外晴天使用。 (当然，在保证摄像机拍摄的前提下，不要对着光线过度曝光。 )普通结构的光在室外完全不行。 ( kinect和realsense等)，在室内靠近窗户就不行了。 结构光就像投影仪，自发发射设计的纹理，击中物体表面。 为了不打扰别人，使用了红外激光。 别人看不见。 照相机中可能会看到这些纹理。 工业深度照相机直接用投影仪投影纹理以提高效果，但无论如何，都不需要考虑干扰人眼的问题。

总之，在无人机的应用上，零度的xplorer 2由于只有6m的比较有效的避障距离而失去了先机，大疆的精灵4优于昊翔的typhoon h的室外避障。 当然，加上结构光是最好的。

来源：UI科技日报