大疆新一代的无人机精灵4非常强悍的避障功能引起了大家的兴趣，所以我们今天就一起来研究研究无人机的避障功能是怎么实现的？
现在市面上主流的电动多旋翼无人机避障系统主要有三种，分别是超声波、tof(激光雷达测距的一种)以及视觉测距。最受关注的国内三家无人机厂商最近相继都推出了自己的新品，并且分别使用到了这三种系统其中一种或两种。
其中，零度在ces2016上发布的xplorer 2，采用的是tof测距方案。
无人机上的“蘑菇头”就是自动避障模块，该避障模块可以实现在6m有效避障距离内，以每秒50次的速率实现360°全方位扫描。那么什么是tof测距呢？它是激光雷达测距的一种，tof是time of flight的简写，直译为飞行时间。所谓飞行时间法3d成像，是通过给目标连续发送光脉冲，然后用传感器接收从物体返回的光，通过探测光脉冲的飞行时间来得到目标物距离。使用这种方式光波容易受到干扰，系统发出的光，必须避开太阳光的主要能量波段，从而避免太阳光的直射、反射等对避障系统造成干扰。该原理需要非常精准的时间测量，需要专用处理芯片，而芯片价格则较为高昂。
昊翔typhoon h采用了realsense方案，realsense属于“单目+结构光”，即单个摄像头加结构光发射器构成深度摄像头。不过结构光却是个“见光死”，“结构光只适合暗环境、室内。
大疆精灵4的视觉避障，比上述避障方案，更为复杂一些，采用的是双目视觉+超声波双目的测距原理。在说明它的原理前，我们先来做一个小实验，我们用胶带纸遮住一个避障摄像头，看看会发生什么。“系统识别到了前视感知系统被部分遮挡或障碍物距离太紧“，自动切换”姿态模式“，其实就相当于避障系统失效了。为什么只是遮挡了一个摄像头就失效了呢？因为如果我们蒙上一只眼睛，就会发现很难判断你与物体之间的距离。而所谓双目视觉就像我们人类的两个眼睛，看到的图像不一样，假如同一个点，两个眼睛看到两张图像是存在差异的，而通过三角测距是可以测出这个点的距离。
精灵4的在避障功能上的一个创新点在于，在室内双目视觉弱一些的时候，可以使用超声波辅助，而由于在室外双目视觉运算量太大了，总会有漏掉的部分，这时超声波也可作为补充。超声波的特点是用来测距离很准确，但是不能形成各个点之间的深度信息，它只能测一个大概的距离。但是用双目视觉或结构光我可以测出哪个点的深度信息。而无人机在室外主要就是避障，比如只要知道前方有树就行了。然后在室内，有人用来定高，因为无人机要悬停，而gps在室内的信号比较弱。
那么精灵4的双视觉避障是100%的安全吗？让我们来做另外一个实验。当我们正对着障碍物飞行时，在距离障碍物2米时，就会自动悬停，可是当我们倒退飞行、侧飞时，避障系统未能识别到障碍物。这是因为精灵4的避障系统只能够识别前方0.7—15米的障碍物，水平视角为60°，而垂直视角只有54°。而我们人类在不转头的情况水平视角约120°，所以大家应该可以知道精灵4的这个避障范围其实很窄的。那为什么大疆不在后面和侧面也都加上摄像头呢？因为要同时处理来自四面八方的图像信号，大约需要4-8颗8核以上的高性能处理器，即便成本不是问题，耗电也是问题啊！
通过以上的介绍，希望可以让大家了解到目前各种无人机避障技术的优势和限制，大家可以根据自己的需要来选择更为合适的无人机，目前来看还没有百分之百尽善尽美的避障技术，但是已经是一个非常不错的开端，而大疆作为无人机领域的领军者，也让我们看到中国企业在科技创新上的突破。
另外，很多网友都说这种无人机只是高级的玩具，对于这个观点，我有一点不同的意见，是否是玩具取决于是否有实际的应用价值，现在许多影视作品都是采用的无人机拍摄，而这些拍摄的画面视角很多是过去很难实现的。所以这就是它的价值所在，并不是只有军用无人机才可以叫无人机啊。有没有用并不在于它的体积大小不是？这样东西的技术突破是值得我们报以更多的尊重的，而不是简单的一句呵呵不过只是玩具而已来评价它的存在。当然啦，如果你就是有钱任性，像有些豪也管跑车叫玩具啊，但是你不能否认跑车也是交通工具不是？
