談?wù)劅o(wú)人機(jī)夜間避障.doc

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1、談?wù)劅o(wú)人機(jī)夜間避障　　最近，一直植根于無(wú)人機(jī)在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用的極飛科技有了新動(dòng)作，他們發(fā)布了XCope「天目」無(wú)人機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)（XAIRCRAFTXCopeUAVVisionSystem）。這個(gè)系統(tǒng)融合了雙目避障和地形視覺(jué)模塊，讓植保無(wú)人機(jī)擁有了感知環(huán)境的能力，進(jìn)一步提升了它的作業(yè)效率和安全性?！　　　　　〖夹g(shù)參數(shù)：　　雙目避障，30米有效識(shí)別距離;　　地形視覺(jué)模塊，無(wú)GPS條件下也能全天候獲得位置信息和飛行信息;　　風(fēng)簾阻斷技術(shù)，主動(dòng)除塵，專(zhuān)為植保無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)，適應(yīng)極端復(fù)雜環(huán)境;　　主動(dòng)近紅外照射技術(shù)，具有夜視功能。　　我們發(fā)現(xiàn)一個(gè)很有趣的點(diǎn)是它能夠

2、實(shí)現(xiàn)夜間避障，為什么這很有趣？因?yàn)槿绻阌写蠼碾p目避障在晚上可能就完全「瞎掉」，而且不僅是晚上，據(jù)說(shuō)是照度小于300lux就會(huì)關(guān)閉?！　∷援?dāng)然大疆是不推薦你晚上玩無(wú)人機(jī)去做一些「獵奇的事情」，想做只能靠自己的技術(shù)了。但考慮到Inspire2已經(jīng)可以定制4G通訊功能，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制飛行器這樣的黑科技，所以如果再實(shí)現(xiàn)夜間避障，我們的黑客和極客們又有好玩的事情做了?！　∷赃@里我們先來(lái)聊聊「夜間避障」?！　　　O飛&主動(dòng)近紅外照射技術(shù)？　　極飛做夜間避障是因?yàn)樗麄兊亩鄶?shù)植保作業(yè)是在夜間進(jìn)行。其實(shí)他們實(shí)現(xiàn)「夜間避障」的原理并不復(fù)雜。　　先說(shuō)避障原

3、理，向前避障是雙目避障，它利用成像設(shè)備的兩只「眼睛」來(lái)獲取被測(cè)物體的兩幅圖像，通過(guò)計(jì)算圖像對(duì)應(yīng)點(diǎn)間的位置偏差來(lái)獲取物體的三維信息，包括攝像頭與物體的距離和物體之間的距離等。是基于視差原理，是計(jì)算機(jī)視覺(jué)的一種重要形式，這和人眼感知物體三維信息的原理相似。參照下面這個(gè)惡趣味的圖片?！　　　《归g避障，是采用了這個(gè)主動(dòng)近紅外照射技術(shù)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是加了一個(gè)特殊的「手電筒」和并改造了「眼睛」。夜間這個(gè)「眼睛」幾乎看不到（和現(xiàn)有大疆產(chǎn)品一樣），而極飛采用的雙目是由兩個(gè)黑白鏡頭組成，從380-1080nm波段都可以成像，也就意味著不僅能「看見(jiàn)」可見(jiàn)光，還能看

4、見(jiàn)人眼也看不見(jiàn)的紅外線(xiàn)?！　　　。ㄖ虚g長(zhǎng)條裝為發(fā)射，兩側(cè)為接收）　　無(wú)人機(jī)會(huì)主動(dòng)發(fā)射近紅外線(xiàn)光線(xiàn)，近紅外光是介于可見(jiàn)光和中紅外光之間的電磁波，雖然人眼看不到，但能作為夜晚的光源，雙目的每一個(gè)鏡頭就能接收到環(huán)境中的紅外線(xiàn)的反饋，經(jīng)過(guò)雙目計(jì)算后（和白天的計(jì)算處理相同）就可以「感知」到環(huán)境和障礙物了。而且避障距離和白天相比沒(méi)有變化，都是30米（角度：水平FOV65°）。　　其實(shí)這個(gè)原理并不是極飛所創(chuàng)造，它在軍事當(dāng)中運(yùn)用很早，在美、德等國(guó)二戰(zhàn)期間，第一代的主動(dòng)紅外探測(cè)裝置用在了戰(zhàn)場(chǎng)上，通過(guò)自帶的光源設(shè)備主動(dòng)產(chǎn)生近紅外輻射照射目標(biāo)區(qū)域，然后接收目標(biāo)返回的

5、紅外信號(hào)，轉(zhuǎn)換為可視圖像進(jìn)行觀察分析。例如德國(guó)研制的車(chē)載主動(dòng)紅外夜視儀可用于夜間無(wú)燈光條件下隱蔽行進(jìn)，并通過(guò)這種手段避開(kāi)同盟國(guó)的監(jiān)視，秘密地把V-2導(dǎo)彈運(yùn)送到前線(xiàn)?！　《f(shuō)到這里，目前所有的民用無(wú)人機(jī)都不能在夜間或者說(shuō)光線(xiàn)不好的情況下避障嗎？其實(shí)不然，我們可以看看那些本來(lái)「見(jiàn)光死」的避障無(wú)人機(jī)，在晚上是不是能夠活過(guò)來(lái)。　　　　昊翔&RealSense技術(shù)？　　說(shuō)到紅外夜間避障，很容易讓我聯(lián)想到的就是昊翔所采用的這個(gè)Intel的RealSense技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用在他們的TyphoonH上用來(lái)實(shí)現(xiàn)避障?！　槭裁聪氲剿?？因?yàn)镽ealSense的硬

6、件搭載了：兩個(gè)紅外鏡頭+RGB鏡頭+紅外結(jié)構(gòu)光（就是紅外激光發(fā)射器），同時(shí)用超聲波傳感器來(lái)輔助。　　　　簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，它避障的一部分是和極飛用了同樣的方式，只是這雙「眼睛」是只能看到紅外，同樣是發(fā)射紅外結(jié)構(gòu)光，用這雙「紅外眼睛」來(lái)接收，進(jìn)行環(huán)境感知。但不同的是，這雙「紅外眼睛」接收到的信息會(huì)給RealSense的「大腦」做思考，用來(lái)和其他傳感器信息配合，進(jìn)行3D建模，然后「思考」出繞過(guò)障礙物的方式，也就是常說(shuō)的路徑規(guī)劃?！　∵@也是為什么坊間傳聞它是「見(jiàn)光死」了，因?yàn)榧t外受可見(jiàn)光的影響也比較大，白天強(qiáng)光環(huán)境下的效果并不一定理想，所以會(huì)有輔助超聲波傳感

7、器，當(dāng)然是沒(méi)有「見(jiàn)光死」這么夸張了。　　說(shuō)回到「夜間避障」，所以它在夜間同樣能夠?qū)崿F(xiàn)夜間避障，而且表現(xiàn)也許會(huì)比白天更好，因?yàn)镽GB鏡頭晚上看不見(jiàn)，在3D建模的時(shí)候就少了一個(gè)傳感器信息，所以運(yùn)算速度會(huì)更快，但精度可能就會(huì)降低一些?！　∥覀兒孟褚徊恍⌒陌l(fā)現(xiàn)了一個(gè)昊翔的優(yōu)點(diǎn)？當(dāng)然，我需要有空找個(gè)夜晚來(lái)實(shí)際試試效果?！　　　〈蠼?Inspire2、Phantom4Pro？　　什么？Inspire2和Phantom4Pro還有這個(gè)隱藏技能？　　不不不，其實(shí)還是「夜盲癥」患者，即使是Inspire2上新搭載的雙目避障在晚上依舊看不見(jiàn)，我在這里想說(shuō)的是Pha

8、ntom4Pro兩側(cè)、Inspire2向上的避障感知系統(tǒng)，他們的原理都是紅外感知?！　　　∫话l(fā)一收，長(zhǎng)條發(fā)射?！赣行綔y(cè)距離達(dá)7米，感知范圍為水平方向