未到新年，臺灣高雄發(fā)生里氏6.4級大地震。臺南地區(qū)多棟大樓倒塌，116人遇難，550人受傷。
地震發(fā)生10小時內(nèi)，臺灣成功大學就利用無人機進行航拍制作了受災區(qū)域的3D模型。虛擬現(xiàn)實模式下圖像的分辨率看起來明顯更高。因此這也將使得災害評估檢測工作變得更為直觀，有助于之后救災活動的開展。
近幾年，隨著技術的進步與成熟，無人機越來越多的被應用于各個場景中，航拍、勘察、安檢、快遞等。而價格的下降，讓更多普通消費者能夠接觸到之前看起來高大上的無人機，如無人機干擾春晚西安分會場。
隨著無人機民用化的持續(xù)加速，面對復雜的場景和成本控制的要求，越來越多的技術制肘被暴漏出來，如：續(xù)航、避障。由于民用無人機基本都是電力驅動，因此目前制約無人機續(xù)航的最大關鍵因素就是電池技術。目前雖然有大量電池新技術，但大部分要么是小改進，要么就是尚不成熟。至于避障，雖然目前也尚無殺手級技術，但已經(jīng)呈現(xiàn)出百花齊放的狀態(tài)，令人鼓舞。
在無人機商業(yè)化使用越來越頻繁的今天，避障技術如有突破，無疑將為無人機更大規(guī)模的商用創(chuàng)造必要條件。
概念：所謂無人機“自動避障”功能(ObstacleAvoidance)，就是無人機飛行器在自動飛行的過程中遇到障礙物的時候，通過自動提前識別、有效規(guī)避障礙物，達到安全飛行的效果。
分類：主要分為雷達系統(tǒng)、超聲波聲吶技術、TOF(飛行時間技術)、視覺圖像復合型技術。
下面就四種不同的避障技術做一番介紹：
雷達系統(tǒng)：說起雷達系統(tǒng)，大家最先想到的肯定是軍用大飛機。的確，由于雷達系統(tǒng)的高昂價格和笨重的體積，尚無民用級無人機使用此技術。
一般的大型固定翼無人機采用的就是類似于民用客機上的ADS-B廣播式自動相關監(jiān)視系統(tǒng)搭配雷達工作。讀起來很是拗口，所謂ADS-B簡單說就是使飛機能夠利用衛(wèi)星導航確定自身的位置并對外自動發(fā)送包括高度、速度、方向、呼叫代碼和飛機類型在內(nèi)的信息。ADS-B的優(yōu)勢還在于它能夠幫助飛機連續(xù)下降，從而降低燃料消耗和噪音、機組人員可在飛機顯示屏上實時觀測到自身與其它飛機的距離，而且能夠在連續(xù)下降過程中脫離交通管制的協(xié)助，這也將有助于減少定向問題。種種功能，讓操控者或飛行計算機及時掌握飛機的位置并做出相應的動作反應，因此具備了避障能力。
超聲波聲吶技術：超聲波聲吶技術成本低，操作方便，目前很多無人機額的避障技術都來源于它。它的原理相信大家在初中就已經(jīng)接觸過：蝙蝠通過其口腔中的特殊構造來發(fā)出超聲波，當超聲波遇到障礙或者獵物時就會被發(fā)射回蝙蝠的聽覺接受系統(tǒng)。依靠這種測距的方法辨別障礙，規(guī)劃路線。
然而超聲波技術也有自己的弊端，比如：①在部分場景也會受到聲波的影響。②超聲波避障依賴于物體表面的發(fā)射能力。當遭遇反射能力不足的物體時，避障系統(tǒng)的安全性就會極大降低。超聲波的有效距離是5米，這也是為什么零度Explorer2無人機距離只有6米的原因。
TOF(飛行時間技術)：TOF類似于超聲波技術，不過在這里，超聲波換成了光，因此可以稱之為光相位檢測。在去年7月創(chuàng)新者峰會上，首度演示無人機自動避障功能，采用的就是無人機TOF避障系統(tǒng)。
無人機懸空時，TOF系統(tǒng)會保持每秒鐘旋轉2-5圈的狀態(tài)。通過這一秒時間，無人機系統(tǒng)就可以快速掃描周圍360°的有效半徑，及時發(fā)現(xiàn)障礙，然后對飛控系統(tǒng)發(fā)出調(diào)整位置的指令，避免對周圍的人或財物造成傷害;當飛行的過程中，TOF系統(tǒng)則會停止旋轉，只會向前方發(fā)射出光線。而飛行方向一旦確定，在室外的有效距離就可以增加到8-10米。
同超聲波技術相似，TOF也有不足。例如在光污染越來越劇烈的今天，不但高樓之間的玻璃光無人會干擾系統(tǒng)，就是遭遇太陽光的主要能量波段，也會使TOF暴漏不足，正常的10米左右的測量距離也會減少至5米。
視覺圖像復合型技術：視覺圖像復合型技術隨著移動芯片的運算能力的飛躍而越來越成為無人機避障首選。通過高清攝像機拍攝幀速足夠高、清晰、分辨率高的圖像，借助一顆足夠小而性能強大的處理器，分析每一幀圖像中是否存在障礙物。
大疆在去年6月推出的智能避障系統(tǒng)“Guidance”就是基于此項技術而開發(fā)的。在Guidance系統(tǒng)的前后左右下五個方向都有專門進行障礙識別的攝像頭，設別機制也有超聲波和圖像視覺兩種。
麻省理工學院計算機科學和人工智能實驗室也通過此技術探索避障技術，不過他們是通過2塊手機芯片進行實時圖像處理后，尋找出可以飛行的自由空間，而不是識別障礙物后再進行躲避?？梢哉f是非常主動的一種方法。但是，這款無人機只能處理幾秒鐘內(nèi)的視頻數(shù)據(jù)，而不是會生成一個完整的區(qū)域地圖，畢竟現(xiàn)有手機芯片的處理能力還很有限。
視覺圖像復合型技術給人的激勵不言而喻，但他也面臨著挑戰(zhàn)，如弱光或者黑夜條件下，通過圖像識別障礙物的能力就會大幅度下降。呃，原諒人類的眼光就是這么苛刻，畢竟這是目前最接近人類理想狀態(tài)下無人機避障的技術。
四種不同的解決方案，都面臨著不同的挑戰(zhàn)，也有各自突出的優(yōu)勢。但人類進步的步伐豈止會停留于此?
RealSense技術：微軟和英特爾聯(lián)合開發(fā)的RealSense3D攝像頭，利用自身的紅外發(fā)射器向目標物 “主動打光”，通過捕捉和定位光的扭曲變化自動計算并構建出覆蓋區(qū)域內(nèi)的三維模型，并借助自身的處理器完成基礎數(shù)據(jù)的整合、借助搭載設備的處理器進行更復雜的操作，從而自動調(diào)整自身以避開障礙物。
這架6軸飛行器就是Intel聯(lián)合Yunnec研發(fā)的搭載RealSense技術的樣品機，可以看到其在普通的無人機頂上添加了一個六角形的探測單元，仔細看可以發(fā)現(xiàn)是由6套RealSense組成，形成了一個360度的探測角度。
RealSense本質上也是類似于Kinect的紅外結構光投影的方案。所不同的是，RealSense所投影的是一系列動態(tài)變化的圖案，而非 Kinect那樣的固定圖案。因此，也造成了雖然RealSense的分辨率高，也更穩(wěn)定，但幀頻卻不如Kinect的情況，實際效果也沒有體現(xiàn)出所期待的優(yōu)勢。[!--empirenews.page--]
PS：Kinect是一個XBOX360外接的3D體感攝像機，利用即時動態(tài)捕捉、影像辨識、麥克風輸入、語音辨識、社群互動等功能讓玩家擺脫傳統(tǒng)游戲手柄的束縛，通過自己的肢體控制游戲，并且實現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)玩家互動，分享圖片、影音信息。
在救援活動里難道只有避障?就沒有其他辦法了嗎?比如……像推土機一樣前進!
Gimball就是這么一款自行開路的無人機，它的外層是一個超輕且堅實的碳纖維籠，這種設計還同時保護周圍的被救援人員，以免被其雙螺旋槳傷到。
通過對目前主要無人機避障技術的了解，我們認為，避障技術目前還有很長的路要走，不僅僅是技術上的沉淀，也需要資金方面持續(xù)的跟進。多技術結合的避障技術必將隨著處理器的飛躍和硬件制造的成長發(fā)揮出最大的效用，為我們的生活所用。
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