技術原理：雙目立體視覺（Binocular Stereo Vision）

早在20世紀70年代中期以Marr、Barrow和Tenenbaum等人為代表的 一些研究者提出了一整套視覺計算的理論來描述視覺過程，能使圖像中的物體恢復到三維形狀。經(jīng)過近四十年的發(fā)展，在馬兒（Marr）的理論框架下，如今能夠運算得出物體所處的環(huán)境的三維模型，智能避障礙物的功能也是其應用的最顯著功能之一。

馬兒（Marr）的視覺計算理論框架，主要分為三個測算部分，第一部分是早期視覺，拍攝的圖像，感知前方物體的位置、方向、表面的紋理、光澤、陰影形狀等信息；第二部分是二維體現(xiàn)，將第一部分收集的信息進行2.5D維度的建模，確立以無人機為中心的坐標軸體系，將畫面中的物體的表面以坐標點的形式體現(xiàn)在坐標軸上；第三部分是三維空間構建，在2.5D維度的建模以后，仍有Z軸數(shù)據(jù)（物體與無人機距離）無法確定，這時需要用到三角測距的計算原理，通過計算機運算測算出最終位置，建立空間三維模型。

在前半部分主要是對環(huán)境信息的收集繪制工作，而第三部分中，涉及了另一項技術——雙目立體視覺。所謂雙目立體視覺，是利用兩個不同視覺的圖像傳感器，固定之間的距離，測量物體與傳感器之間的夾角，將物體與根據(jù)三角測距定理，已知兩傳感器之間的距離和物體與兩傳感器之間的夾角，能夠計算出物體與無人機之間的距離。

避障是雞肋還是黑科技？

簡單來說“雙目測距”，就是一個套路的運算，但當中包含了N套的代數(shù)方程組，在早期的無人駕駛汽車當中，也運用了該邏輯的運算方式，但由于處理量巨大，汽車上都配備了多臺頂級的計算機進行協(xié)同運算，才能在短時間內做出精準的判斷。

在無人機上，一般的無人機飛控處理器，并不能達到這樣的運算速度，而一直在研發(fā)手機處理器的廠商（如：英特爾、高通公司），憑借其處理器的低能耗和高性能的特點，成為他們的切入點，像采用英特爾處理器的Yuneec Typhoon H、大疆經(jīng)緯M100的GUIDANCE配件，以及采用高通驍龍?zhí)幚砥鞯牧愣萖PLORER 2、騰訊Ying、大疆精靈4等產(chǎn)品。

因為強大的計算能力，實時地繪制出三維環(huán)境模型，能夠實現(xiàn)更多的智能化優(yōu)化功能，就像在大疆精靈4上實現(xiàn)了“指點飛行”功能，也是依靠前視障礙傳感器構建的三維模型實現(xiàn)此操作，同樣在跟隨模式下，無人機在跟隨可視范圍內的任務時，將會更加準確。在自動返航的過程中，自動避障也是相對更加安全，對于以前常常撞墻、撞樹、撞山的事，總算有一個比較靠譜的解決方案。

原理其實很簡單！自動避障并不是特別牛

但由于運算量大，運算時，電壓會相應增加，能耗也隨即增加，續(xù)航時間也會相應下降，實現(xiàn)每增加一個避障方向，運算量將增加一倍，但能夠繪制出更加清晰的三維模型。在已發(fā)布的無人機產(chǎn)品中，定位開發(fā)者使用的大疆經(jīng)緯M100 GUIDANCE配件是能夠實現(xiàn)5方向上的自動避障功能，而定位消費級產(chǎn)品的Typhoon H、精靈4，騰訊Ying等無人機，自動避障功能僅支持前方的視覺的檢測。

僅前方避障的好處是保證了續(xù)航時間和最大程度上實現(xiàn)自動避障功能，畢竟無人機主要也是往前飛行的，而并非說這無人機能夠永遠不會撞墻，也有其局限性，當在智能跟隨模式下，無人機在人的前面進行跟隨，人往前走，無人機會向后運動，無人機無法識別背后的障礙物，無人機撞墻的事情也是很可能發(fā)生的。

三大自動避障無人機的缺陷

除此以外，在無人機上使用的視覺障礙傳感器有一定的使用范圍，大疆的精靈4支持0.7 - 15 米的范圍，光照條件要在》 15 lux以上，弱光下無效。而零度Xplorer 2則有些不一樣，采用激光雷達TOF測距的原理，頭頂?shù)摹澳⒐筋^”發(fā)射出激光雷達，以每秒50次的速率360°全方位掃描，繪制出3D模型，在暗光條件下很靈敏，對于關照過強時，并不能很好地識別出障礙物距離。而Yuneec Typhoon H使用Intel的Real Sense技術，單目測距+結構光，有效測距可達10米，通過打出的左紅外傳感器和右紅外傳感器追蹤這束光的位置，同時受限于暗光下使用，也是不敵強光。

總結

在消費級無人機中加入自動避障，可以說是一場技術革新，很大程度上避免了“撞墻”的炸機情況，但受現(xiàn)在的運算能力、續(xù)航能力、技術水平的限制，自動避障無人機都有其各自的受限條件，并未出現(xiàn)一款最為完美的自動避障無人機產(chǎn)品，仍有待日后升級完善。

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