无人机避障系统大盘点

　　随着物质生活水平的逐渐提高，越来越多先进的科技产品变成了人们的玩具。回想从前，我们手里的玩具是纸飞机、弹珠玻璃，有钱的小孩可能会买的起气弹枪；而一转眼15、20年过去了，长大成人的我们，手里的玩物变成了手腕上的小型计算机，或者只有巴掌大小却能录制高帧率4K视频的GoPro运动摄像机。

　　在所有的“玩物”中，无人机恐怕是最为昂贵、最不像玩具的一类。它们由电驱动，通过多旋翼获得升力飞行，机载了高清摄像头可以用于航拍、地理测绘等多种用途。可以说，无人机因其便捷的使用方式和强大的功能，已经从玩具升格，成为一款多用途的科技产品。

　　但是与此同时，无人机却总是因为安全性问题，不合时宜地出现在各种社会新闻里。几个月前，一架大疆无人机坠毁在美国总统居住地白宫的草坪上，引起了人们对于无人机安全操作的广泛关注。美国空管机构FAA也在过去一直因为相关问题，对于无人机的商业化使用进行严格的管控，直到几天前（2015年7月19号）才有第一个FAA允许的商用无人机快递成功送出。

　　无人机想要继续发展，除了续航、功能进步之外，安全性也是不可小觑的方面。时间进入2015年，世界上主要的消费级、商业级无人机制造商都开始将“避障系统”（Obstacle Avoidance）当做产品重点来提。今天，就来给大家介绍一下，目前市面上主流的无人机，比如大疆、Parrot等都分别采用了什么样的自动避障系统。

　　经过走访问询，我们发现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，以及相对更复杂的，由多种测距方法和视觉图像处理组成的复合型方法。

　　超声波：一个比较形象的比喻就是蝙蝠。这种飞行类哺乳动物，通过口腔中喉部的特殊构造来发出超声波，当超声波遇到猎物或者障碍的时候就会反射回来，蝙蝠可以用特殊的听觉系统来接收反射回来的信号，从而探测目标的距离，确定飞行路线。

　　超声波是最简单的测距系统，绝大部分生活中遇到的测距系统都是使用的这种技术，最常见的就是汽车的倒车雷达。在无人机上加装定向的超声波发射和接收器，然后将其接入飞控系统即可。

　　但是，超声波在无人机避障系统的应用中也有比较明显的干扰问题。深圳零度无人机的CEO杨建军指出，虽然超声波避障系统不会受到光线、粉尘、烟雾，但在部分场景下也会受到声波的干扰。其次，如果物体表面反射超声波的能力不足，避障系统的有效距离就会降低，安全隐患会显著提高。一般来说，超声波的有效距离是5米，对应的反射物体材质是水泥地板，如果材质不是平面光滑的固体物，比如说地毯，那么超声波的反射和接收就会出问题。

　　对于无人机来说，这种超声波系统应该放在多个方向，比如放在前后左右四个方向，可以在悬停和飞行的时候对周围保持监控；而放在机身下方和上方，则可以在起飞、下降以及降落的时候避免速度太快碰到障碍物或者地面。