無人機(jī)避障技術(shù)中的黑科技竟然是“他”

避障技術(shù)，顧名思義就是無人機(jī)自主躲避障礙物的智能技術(shù)。近年避障功能作為來無人機(jī)產(chǎn)品的大趨勢(shì)，帶來的最直接的好處就是，以往一些人為疏忽造成的撞擊，現(xiàn)在都能經(jīng)由避障功能去避免，既保障了無人機(jī)飛行安全的同時(shí)，也避免了對(duì)周圍人員財(cái)產(chǎn)的損害，還能給無人機(jī)新手極大的幫助！根據(jù)目前無人機(jī)避障技術(shù)的發(fā)展以及其未來的研究態(tài)勢(shì)，無人機(jī)避障技術(shù)可分為三個(gè)階段如下：
　　第一階段：感知障礙物，無人機(jī)只能是簡單地感知障礙物。當(dāng)無人機(jī)遇到障礙物時(shí)，能快速地識(shí)別，并且懸停下來，等待無人機(jī)駕駛者的下一步指令！
　　第二階段：繞過障礙物，無人機(jī)能夠獲取障礙物的深度圖象，并由此精確感知障礙物的具體輪廓，然后自主繞開障礙物！這個(gè)階段是擺脫飛手操作，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)自主駕駛的階段！
　　第三階段：場(chǎng)景建模 和路徑搜索，無人機(jī)能夠?qū)︼w行區(qū)域建立地圖模型然后規(guī)劃合理線路！這個(gè)地圖不能僅僅是機(jī)械平面模型，而應(yīng)該是一個(gè)能夠?qū)崟r(shí)更新的三維立體地圖！這將是目前無人機(jī)避障技術(shù)的最高階段！
避障功能從構(gòu)思到實(shí)現(xiàn)，這三個(gè)階段其實(shí)是無人機(jī)避障技術(shù)的作用過程。從無人機(jī)發(fā)現(xiàn)障礙物，到可以自動(dòng)繞開障礙物，再達(dá)到自我規(guī)劃路徑的過程走的每一步幾乎都便隨著無數(shù)的難題。那么在無人機(jī)避障黑科技中，誰將是真正的“黑馬”？

　　當(dāng)前無人機(jī)的避障技術(shù)與傳統(tǒng)的機(jī)器人避障技術(shù)相比，前期避障時(shí)代，由于技術(shù)和市場(chǎng)環(huán)境的因素?zé)o人機(jī)產(chǎn)品的可靠性會(huì)相對(duì)較差因而無人機(jī)廠家會(huì)在無人機(jī)的使用說明上標(biāo)明必須在開闊場(chǎng)地飛行，而且應(yīng)當(dāng)盡量避免周圍有大量人群因?yàn)橐徊恍⌒牟僮魇д`，或者在周圍有高大障礙物時(shí)啟動(dòng)一鍵（低電壓、失控）返航，則有可能眼睜睜看著無人機(jī)傻傻地撞向明顯的障礙物，卻素手無策。而當(dāng)前無人機(jī)的避障還處于很初級(jí)的階段，但由于無人機(jī)市場(chǎng)的火爆，為了降低這種事故的發(fā)生率，各廠商也都在卯足勁研發(fā)避障技術(shù)，而在實(shí)現(xiàn)方式上，大家的目標(biāo)也都放在了一個(gè)方向——測(cè)量無人機(jī)到障礙物的距離。
　　其實(shí)避障技術(shù)在無人機(jī)上都有用武之地，只是應(yīng)用場(chǎng)景有所不同，特別對(duì)于前視避障而言，有些技術(shù)就不適用了。目前無人機(jī)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用到的障礙物檢測(cè)方法有超聲波測(cè)距、紅外或激光測(cè)距、雙目視覺、電子地圖等。
　　紅外和超聲波技術(shù)，因?yàn)槎夹枰鲃?dòng)發(fā)射光線、聲波，所以對(duì)于反射的物體有要求，比如：紅外線會(huì)被黑色物體吸收，會(huì)穿透透明物體，還會(huì)被其他紅外線干擾；而超聲波會(huì)被海綿等物體吸收，也容易被槳葉氣流干擾。而且，主動(dòng)式測(cè)距還會(huì)產(chǎn)生兩臺(tái)機(jī)器相互干擾的問題。相比之下，雖然雙目視覺也對(duì)光線有要求，但是對(duì)于反射物的要求要低很多，兩臺(tái)機(jī)器同時(shí)使用也不會(huì)互相干擾，普適性更強(qiáng)。激光技術(shù)雖然也能實(shí)現(xiàn)類似雙目視覺的功能，但是受限于技術(shù)發(fā)展，目前的激光元件普遍價(jià)格貴、體積大、功耗高，應(yīng)用在消費(fèi)級(jí)無人機(jī)上既不經(jīng)濟(jì)也不實(shí)用。無人機(jī)的避障功能已經(jīng)需要一個(gè)可以應(yīng)對(duì)多重障礙物的技術(shù)出現(xiàn)，也就是說在目前的技術(shù)中，當(dāng)下無人機(jī)測(cè)距一般是通過測(cè)距類有效負(fù)載測(cè)量無人機(jī)到某物體的距離，通過特定波的波長，波速，反饋時(shí)間就可以計(jì)算。為此工采網(wǎng)相關(guān)技術(shù)人員引薦了一款超聲波避障傳感器 － MB1043。

　　超聲波避障：超聲波其實(shí)就是聲波的一種，因?yàn)轭l率高于20kHz，所以人耳聽不見，并且指向性更強(qiáng)。超聲波測(cè)距的原理比紅外線更加簡單，因?yàn)槁暡ㄓ龅秸系K物會(huì)反射，而聲波的速度已知，所以只需要知道發(fā)射到接收的時(shí)間差，就能輕松計(jì)算出測(cè)量距離，再結(jié)合發(fā)射器和接收器的距離，就能算出障礙物的實(shí)際距離，如上圖所示。

　　超聲波避障傳感器MB1043是一款高分辨率（1mm）、高精度低功耗的超聲波傳感器，它在設(shè)計(jì)上，不僅對(duì)干擾噪音做了處理，具備抗噪音干擾能力。而且對(duì)于大小不同的目標(biāo)，和變化的供電電壓，做了靈敏度的補(bǔ)償。另外還具備標(biāo)準(zhǔn)的的內(nèi)部溫度補(bǔ)償，使得測(cè)量出來的距離數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)。應(yīng)用于室內(nèi)環(huán)境，行人檢測(cè)、小目標(biāo)探測(cè)、高靈敏度的應(yīng)用程序、機(jī)器人測(cè)距避障、無人機(jī)測(cè)距避障。它是一款很不錯(cuò)的低成本解決方案！