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(shù)的發(fā)展以及其未來的研究態(tài)勢。

當(dāng)前無人機的避障技術(shù)與傳統(tǒng)的機器人避障技術(shù)相比，前期避障時代，由于技術(shù)和市場環(huán)境的因素?zé)o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(biāo)明必須在開闊場地飛行，而且應(yīng)當(dāng)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(dāng)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(shù)，而在實現(xiàn)方式上，大家的目標(biāo)也都放在了一個方向——測量無人機到障礙物的距離。

其實避障技術(shù)在無人機上都有用武之地，只是應(yīng)用場景有所不同，特別對于前視避障而言，有些技術(shù)就不適用了。目前無人機領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用到的障礙物檢測方法有超聲波測距、紅外或激光測距、雙目視覺等。

在消費級無人機技術(shù)的諸多趨勢中，避障能力是實現(xiàn)自動化乃至智能化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，完善的自主避障系統(tǒng)將能夠在很大程度上減少因操作失誤造成的無人機損壞和傷及人身和建筑物的事故發(fā)生率，而從各消費級無人機廠商的新品和技術(shù)發(fā)展方向看，避障技術(shù)也將在未來幾年趨于完善并成為中高端消費級無人機的標(biāo)配系統(tǒng)。

避障技術(shù)，就是無人機自主躲避障礙物的智能技術(shù)。無人機自動避障系統(tǒng)能夠及時地避開飛行路徑中的障礙物，極大地減少因為操作失誤而帶來的各項損失。在減少炸機事故次數(shù)的同時，還能給無人機新手極大的幫助!

在前避障時代，消費級無人機的使用說明上都會標(biāo)明必須在開闊場地飛行，而且應(yīng)當(dāng)盡量避免周圍有大量人群(當(dāng)然，這也與當(dāng)前技術(shù)和市場環(huán)境使得消費級無人機產(chǎn)品的可靠性較差有很大關(guān)系)，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那么明顯的障礙物，這是何等的回天乏力。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)，而在實現(xiàn)方式上，大家的著眼點也都放在了一個方向——測量無人機到障礙物的距離。

我們可以想到，只要無人機能夠測量出與潛在障礙物之間的距離，就可以在撞向障礙物之前停止前進(雖然固定翼無人機表示不同意)，雖然這種思路簡單粗暴，但還是有一定作用的。而當(dāng)前運用較多的障礙物檢測方法主要有：

超聲波測距：

這個方法很多人都熟悉，家用汽車的倒車?yán)走_就是利用超聲波檢測障礙物，該方法的優(yōu)點就是技術(shù)成熟，成本很低;但缺點在于作用距離近(常用的中低端超聲波傳感器作用距離不超過10m)，且對反射面有一定要求。因此超聲波測距傳感器常用來測量無人機與地面的距離(固定翼無人機表示自己飛的太高太快，超聲波傳感器用不上)。

紅外和超聲波技術(shù)，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(shù)雖然也能實現(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格貴、體積大、功耗高，應(yīng)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(yīng)對多重障礙物的技術(shù)出現(xiàn)，也就是說在目前的技術(shù)中，當(dāng)下無人機測距一般是通過測距類有效負(fù)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。

為此相關(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(jié)合發(fā)射器和接收器的距離，就能算出障礙物的實際距離。

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)計上，不僅對干擾噪音做了處理，具備抗噪音干擾能力。而且對于大小不同的目標(biāo)，和變化的供電電壓，做了靈敏度的補償。另外還具備標(biāo)準(zhǔn)的的內(nèi)部溫度補償，使得測量出來的距離數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)。應(yīng)用于室內(nèi)環(huán)境，行人檢測、小目標(biāo)探測、高靈敏度的應(yīng)用程序、機器人測距避障、無人機測距避障。它是一款很不錯的低成本解決方案!

近年來無人機市場飛速增長，避障技術(shù)作為增加無人機安全飛行的保障也隨著技術(shù)的發(fā)展日新月異。無人機在飛行過程中，通過其傳感器收集周邊環(huán)境的信息，測量距離從而做出相對應(yīng)的動作指令，從而達到「避障」的作用。

目前，無人機的避障技術(shù)中最為常見的是紅外線傳感器、超聲波傳感器、激光傳感器以及視覺傳感器。那為什么大疆的前視避障首先選擇了雙目視覺呢?這就要從各個技術(shù)的原理說起了。

紅外線的應(yīng)用我們并不陌生：從電視、空調(diào)的遙控器，到酒店的自動門，都是利用的紅外線的感應(yīng)原理。而具體到無人機避障上的應(yīng)用，紅外線避障的常見實現(xiàn)方式就是「三角測量原理」。

紅外感應(yīng)器包含紅外發(fā)射器與CCD檢測器，紅外線發(fā)射器會發(fā)射紅外線，紅外線在物體上會發(fā)生反射，反射的光線被CCD檢測器接收之后，由于物體的距離D不同，反射角度也會不同，不同的反射角度會產(chǎn)生不同的偏移值L，知道了這些數(shù)據(jù)再經(jīng)過計算，就能得出物體的距離了。

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(jié)合發(fā)射器和接收器的距離，就能算出障礙物的實際距離。

超聲波測距相比紅外測距，價格更加便宜，相應(yīng)的感應(yīng)速度和精度也遜色一些。同樣，由于需要主動發(fā)射聲波，所以對于太遠的障礙物，精度也會隨著聲波的衰減而降低，此外，對于海綿等吸收聲波的物體或者在大風(fēng)干擾的情況下，超聲波將無法工作。

激光避障與紅外線類似，也是發(fā)射激光然后接收。不過激光傳感器的測量方式很多樣，有類似紅外的三角測量，也有類似于超聲波的時間差+速度。

但無論是哪種方式，激光避障的精度、反饋速度、抗干擾能力和有效范圍都要明顯優(yōu)于紅外和超聲波。

但這里注意，不管是超聲波還是紅外、亦或是這里的激光測距，都只是一維傳感器，只能給出一個距離值，并不能完成對現(xiàn)實三維世界的感知。當(dāng)然，由于激光的波束極窄，可以同時使用多束激光組成陣列雷達，近年來此技術(shù)逐漸成熟，多用于自動駕駛車輛上，但由于其體積龐大，價格昂貴，故不太適用于無人機。

解決機器人如何“看”的問題，也就是大家常聽到的計算機視覺(Computer Vision)。其基礎(chǔ)在于如何能夠從二維的圖像中獲取三維信息，從而了解我們身處的這個三維世界。視覺識別系統(tǒng)通常來說可以包括一個或兩個攝像頭。單一的照片只具有二維信息，猶如2D電影，并無直接的空間感，只有靠我們自己依靠“物體遮擋、近大遠小”等生活經(jīng)驗?zāi)X補。故單一的攝像頭獲取到的信息及其有限，并不能直接得到我們想要的效果(當(dāng)然能夠通過一些其他手段，輔助獲取，但是此項還不成熟，并沒有大規(guī)模驗證)。類比到機器視覺中，單個攝像頭的圖片信息無法獲取到場景中每個物體與鏡頭的距離關(guān)系，即缺少第三個維度。