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                    無人機避障技術中的黑科技竟然是“他”

                    全球五金網發表于 2020-06-11

                        避障技術,顧名思義就是無人機自主躲避障礙物的智能技術。近年避障功能作為來無人機產品的大趨勢,帶來的最直接的好處就是,以往一些人為疏忽造成的撞擊,現在都能經由避障功能去避免,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的損害,還能給無人機新手極大的幫助!根據目前無人機避障技術的發展以及其未來的研究態勢,無人機避障技術可分為三個階段如下: 
                      第一階段:感知障礙物,無人機只能是簡單地感知障礙物。當無人機遇到障礙物時,能快速地識別,并且懸停下來,等待無人機駕駛者的下一步指令! 
                      第二階段:繞過障礙物,無人機能夠獲取障礙物的深度圖象,并由此精確感知障礙物的具體輪廓,然后自主繞開障礙物!這個階段是擺脫飛手操作,實現無人機自主駕駛的階段! 
                      第三階段:場景建模 和路徑搜索,無人機能夠對飛行區域建立地圖模型然后規劃合理線路!這個地圖不能僅僅是機械平面模型,而應該是一個能夠實時更新的三維立體地圖!這將是目前無人機避障技術的最高階段! 
                    避障功能從構思到實現,這三個階段其實是無人機避障技術的作用過程。從無人機發現障礙物,到可以自動繞開障礙物,再達到自我規劃路徑的過程走的每一步幾乎都便隨著無數的難題。那么在無人機避障黑科技中,誰將是真正的“黑馬”? 

                      當前無人機的避障技術與傳統的機器人避障技術相比,前期避障時代,由于技術和市場環境的因素無人機產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明必須在開闊場地飛行,而且應當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,卻素手無策。而當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生率,各廠商也都在卯足勁研發避障技術,而在實現方式上,大家的目標也都放在了一個方向——測量無人機到障礙物的距離。 
                      其實避障技術在無人機上都有用武之地,只是應用場景有所不同,特別對于前視避障而言,有些技術就不適用了。目前無人機領域被廣泛應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、電子地圖等。 
                      紅外和超聲波技術,因為都需要主動發射光線、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。激光技術雖然也能實現類似雙目視覺的功能,但是受限于技術發展,目前的激光元件普遍價格貴、體積大、功耗高,應用在消費級無人機上既不經濟也不實用。無人機的避障功能已經需要一個可以應對多重障礙物的技術出現,也就是說在目前的技術中,當下無人機測距一般是通過測距類有效負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。為此工采網相關技術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,所以只需要知道發射到接收的時間差,就能輕松計算出測量距離,再結合發射器和接收器的距離,就能算出障礙物的實際距離,如上圖所示。 

                      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,和變化的供電電壓,做了靈敏度的補償。另外還具備標準的的內部溫度補償,使得測量出來的距離數據更加精準。應用于室內環境,行人檢測、小目標探測、高靈敏度的應用程序、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!

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