現在的消費級無人機常以多軸飛行器的形式存在，甚至有些無人機還需要飛手即人為控制。在無人機避障這方面，人類其實思考了很多方法，包括超聲波、tof技術、以及3D模仿人眼，哪種消費級無人機避障技術才是未來的方向？

【文 馬蘭】

隨著消費級無人機技術的不斷成熟，不斷完善的自動避障系統可以極大的減少因操作失誤而帶來的各項損失，目前避障能力正逐漸成為了無人機自動化或智能化的關鍵點所在。而現在的消費級無人機常以多軸飛行器的形式存在，甚至有些無人機還需要飛手即人為控制。但不得不說，往全自動避障發展的方向已經不可阻擋。

2016年的CES上，Intel演示了自己和深圳YUNEEC合作的Typhoon H無人機，藉助Real Sense實感計算、3D攝像頭模擬人眼，在完全沒有GPS和人為操控情況下於叢林中純自主飛行。

Intel演示超強避障能力的無人機

什麼是避障？

根據物體擁有的各種感官器件，對於外界的阻礙到物體的運動方向的作出各種躲避障礙的動作，並繼續打斷前的動作，這個過程就是避障。

現在市面上主流的電動多旋翼無人機避障系統主要有三種，分別是超聲波、tof（一種激光雷達測距）以及視覺測距。

什麼是超聲波避障系統呢？

超聲波是仿蝙蝠的，這種特殊的系統能幫助蝙蝠接收反射信號、探測目標距離、確定飛行路線。目前超聲波避障技術這種簡單的測距、避障系統，已經較為常見，如汽車中就可以見，也被應用在無人機身上。

視覺避障是主流方向

什麼是tof測距呢？

tof是激光雷達測距的一種，是time of flight的簡寫，直譯為飛行時間。所謂飛行時間法3d成像，是通過給目標連續發送光脈衝，然後用感測器接收從物體返回的光，通過探測光脈衝的飛行時間來得到目標物距離。

使用這種方式光波容易受到干擾，系統發出的光，必須避開太陽光的主要能量波段，從而避免太陽光的直射、反射等對避障系統造成干擾。該原理需要非常精準的時間測量，需要專用處理晶元，而晶元價格則較為高昂。

圖為Mavic的前向雙目立體視覺

什麼是視覺測距呢？

雙目視覺技術是運用了人眼計算距離的原理，是機器視覺的一種重要形式，主要基於視察原理並利用成像設備從不同的位置獲取被測物體的兩幅圖像，並通過計算圖像對應點之間的位置偏差，來確定物體三維幾何信息的方法。

現在，視覺導航在無人機上的應用不再滿足於讓無人機飛得更穩，而是能夠藉助該系統讓無人機自主完成避障的功能。雖然該技術的難度較高，但是已經開始逐漸應用到無人機避障技術中來。

拋開演算法不說，僅從原理上來看，當一個攝像頭內部參數（有效焦距，光學中心，不垂直因子）已知，由圖像只可以確定出一條射線，換言之缺乏深度信息（距離信息），所以想要得到三維信息，就必須在空間中多加一個約束。

如果多加一個攝像頭，保證由兩個攝像頭通過各自對同一點的圖像確定的兩條射線能相交，則可以確定該點的空間位置，這就是雙目立體視覺。如果採用額外的光源裝置確定一個光平面，則可以得到由攝像頭及圖像上一點確定的射線與光平面交點的坐標，這就是結構光三維視覺，由此也可以看出，結構光三維視覺只能得到光平面上的點位置坐標。

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