無人機避障技術是指無人機通過感知周圍環(huán)境，實現(xiàn)自主避開障礙物的一系列技術。這些技術通過不同的傳感器(如攝像頭、雷達、激光雷達等)來收集環(huán)境信息，并通過算法處理，指導無人機做出避障決策。無人機避障技術不僅能夠提高飛行的安全性和穩(wěn)定性，還能擴展無人機的應用范圍和提升其作業(yè)效率。

而無人機作為低空經(jīng)濟的重要載體，其搭載的智能感知與避障技術成為了解決飛行安全問題的關鍵利器。這一技術融合了多種先進的傳感器和智能算法，通過激光雷達、毫米波雷達、雙目視覺等設備，無人機能夠全方位、高精度地感知周圍環(huán)境信息，迅速捕捉到障礙物的位置、形狀、速度等關鍵數(shù)據(jù)。一旦檢測到潛在危險，智能算法立即啟動，指揮無人機采取靈活多變的避讓策略，或是調(diào)整飛行高度，或是改變飛行方向，確保在復雜的低空環(huán)境中安全穿梭。

不僅如此，智能感知避障技術與自主飛行技術的深度融合，更是為低空經(jīng)濟開啟了全新的應用模式。無人機可以依據(jù)預先設定的任務指令和飛行規(guī)劃，完成起飛、巡航、作業(yè)、降落等一系列復雜動作。這種高度智能化的作業(yè)方式，應用領域廣泛，不僅大幅提高了工作效率，降低了人力成本，還顯著減少了人為操作失誤帶來的安全風險。

避障技術，就是無人機自主躲避障礙物的智能技術。近年避障功能作為來無人機產(chǎn)品的大趨勢，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，既保障了無人機飛行安全的同時，也避免了對周圍人員財產(chǎn)的損害，還能給無人機新手極大的幫助!根據(jù)目前無人機避障技術的發(fā)展以及其未來的研究態(tài)勢，無人機避障技術可分為三個階段如下：

第一階段：感知障礙物，無人機只能是簡單地感知障礙物。當無人機遇到障礙物時，能快速地識別，并且懸停下來，等待無人機駕駛者的下一步指令!

第二階段：繞過障礙物，無人機能夠獲取障礙物的深度圖像，并由此精確感知障礙物的具體輪廓，然后自主繞開障礙物!這個階段是擺脫飛手操作，實現(xiàn)無人機自主駕駛的階段!

第三階段：場景建模和路徑搜索，無人機能夠?qū)︼w行區(qū)域建立地圖模型然后規(guī)劃合理線路!這個地圖不能僅僅是機械平面模型，而應該是一個能夠?qū)崟r更新的三維立體地圖!這將是目前無人機避障技術的最高階段!

避障功能從構思到實現(xiàn)，這三個階段其實是無人機避障技術的作用過程。從無人機發(fā)現(xiàn)障礙物，到可以自動繞開障礙物，再達到自我規(guī)劃路徑的過程走的每一步幾乎都伴隨著無數(shù)的難題。那么在無人機避障黑科技中，誰將是真正的“黑馬”?

當前無人機的避障技術與傳統(tǒng)的機器人避障技術相比，前期避障時代，由于技術和市場環(huán)境的因素無人機產(chǎn)品的可靠性會相對較差因而無人機廠家會在無人機的使用說明上標明必須在開闊場地飛行，而且應當盡量避免周圍有大量人群因為一不小心操作失誤，或者在周圍有高大障礙物時啟動一鍵(低電壓、失控)返航，則有可能眼睜睜看著無人機傻傻地撞向明顯的障礙物，卻束手無策。而當前無人機的避障還處于很初級的階段，但由于無人機市場的火爆，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，而在實現(xiàn)方式上，大家的目標也都放在了一個方向——測量無人機到障礙物的距離。

紅外和超聲波技術，因為都需要主動發(fā)射光線、聲波，所以對于反射的物體有要求，比如：紅外線會被黑色物體吸收，會穿透透明物體，還會被其他紅外線干擾;而超聲波會被海綿等物體吸收，也容易被槳葉氣流干擾。而且，主動式測距還會產(chǎn)生兩臺機器相互干擾的問題。相比之下，雖然雙目視覺也對光線有要求，但是對于反射物的要求要低很多，兩臺機器同時使用也不會互相干擾，普適性更強。激光技術雖然也能實現(xiàn)類似雙目視覺的功能，但是受限于技術發(fā)展，目前的激光元件普遍價格貴、體積大、功耗高，應用在消費級無人機上既不經(jīng)濟也不實用。無人機的避障功能已經(jīng)需要一個可以應對多重障礙物的技術出現(xiàn)，也就是說在目前的技術中，當下無人機測距一般是通過測距類有效負載測量無人機到某物體的距離，通過特定波的波長，波速，反饋時間就可以計算。

超聲波避障：超聲波其實就是聲波的一種，因為頻率高于20kHz，所以人耳聽不見，并且指向性更強。超聲波測距的原理比紅外線更加簡單，因為聲波遇到障礙物會反射，而聲波的速度已知，所以只需要知道發(fā)射到接收的時間差，就能輕松計算出測量距離，再結合發(fā)射器和接收器的距離，就能算出障礙物的實際距離，如上圖所示。

?無人機避障技術?是指無人機通過感知周圍環(huán)境，實現(xiàn)自主避開障礙物的一系列技術。這些技術通過不同的傳感器(如攝像頭、雷達、激光雷達等)來收集環(huán)境信息，并通過算法處理，指導無人機做出避障決策。避障技術不僅能夠提高飛行的安全性和穩(wěn)定性，還能擴展無人機的應用范圍和提升其作業(yè)效率?12。

避障技術的實現(xiàn)原理

無人機避障的實現(xiàn)原理是通過將探測所得結果數(shù)據(jù)導入到自身避障模塊，經(jīng)過計算機的運算得出避障飛行的指令。避障模塊相同的情況下，得到的信息對避障效果起到了決定性的影響?1。

避障技術的類型及其優(yōu)缺點

?紅外避障?：通過紅外線發(fā)射器發(fā)射紅外線，接收反射光線來測量距離。優(yōu)點是技術成熟、成本較低;缺點是對環(huán)境光干擾敏感，需要漫反射表面才能檢測，距離較短?。

?超聲波避障?：通過測量聲波發(fā)射和接收的時間差來計算距離。優(yōu)點是價格便宜;缺點是精度和感應速度較低，對遠距離障礙物檢測不準確，且對吸收聲波的物體無效?。

?激光避障?：通過激光傳感器測量距離，精度高、反饋速度快、抗干擾能力強。缺點是成本高昂，需要漫反射物體才能檢測?13。

?視覺避障?：通過攝像頭獲取圖像信息，利用計算機視覺技術進行三維空間感知。優(yōu)點是精度高、適應性強;缺點是計算量大，對處理能力要求較高?13。

應用場景

無人機避障技術在多個領域有廣泛應用：

?民用領域?：如災區(qū)救援、消防滅火、航空攝影等，提高安全性和作業(yè)效率?2。

?物流領域?：用于配送貨物，減少碰撞風險?2。

?農(nóng)業(yè)領域?：用于噴灑農(nóng)藥、播種等作業(yè)，避免與障礙物碰撞?2。

?監(jiān)測巡檢領域?：用于復雜地形的監(jiān)測和巡檢，提高工作效率和質(zhì)量?2。