無(wú)人機(jī)避障技術(shù)是指無(wú)人機(jī)通過(guò)感知周?chē)h(huán)境，實(shí)現(xiàn)自主避開(kāi)障礙物的一系列技術(shù)。這些技術(shù)通過(guò)不同的傳感器(如攝像頭、雷達(dá)、激光雷達(dá)等)來(lái)收集環(huán)境信息，并通過(guò)算法處理，指導(dǎo)無(wú)人機(jī)做出避障決策。無(wú)人機(jī)避障技術(shù)不僅能夠提高飛行的安全性和穩(wěn)定性，還能擴(kuò)展無(wú)人機(jī)的應(yīng)用范圍和提升其作業(yè)效率。

而無(wú)人機(jī)作為低空經(jīng)濟(jì)的重要載體，其搭載的智能感知與避障技術(shù)成為了解決飛行安全問(wèn)題的關(guān)鍵利器。這一技術(shù)融合了多種先進(jìn)的傳感器和智能算法，通過(guò)激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、雙目視覺(jué)等設(shè)備，無(wú)人機(jī)能夠全方位、高精度地感知周?chē)h(huán)境信息，迅速捕捉到障礙物的位置、形狀、速度等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。一旦檢測(cè)到潛在危險(xiǎn)，智能算法立即啟動(dòng)，指揮無(wú)人機(jī)采取靈活多變的避讓策略，或是調(diào)整飛行高度，或是改變飛行方向，確保在復(fù)雜的低空環(huán)境中安全穿梭。

不僅如此，智能感知避障技術(shù)與自主飛行技術(shù)的深度融合，更是為低空經(jīng)濟(jì)開(kāi)啟了全新的應(yīng)用模式。無(wú)人機(jī)可以依據(jù)預(yù)先設(shè)定的任務(wù)指令和飛行規(guī)劃，完成起飛、巡航、作業(yè)、降落等一系列復(fù)雜動(dòng)作。這種高度智能化的作業(yè)方式，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，不僅大幅提高了工作效率，降低了人力成本，還顯著減少了人為操作失誤帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)。

避障技術(shù)，就是無(wú)人機(jī)自主躲避障礙物的智能技術(shù)。近年避障功能作為來(lái)無(wú)人機(jī)產(chǎn)品的大趨勢(shì)，帶來(lái)的最直接的好處就是，以往一些人為疏忽造成的撞擊，現(xiàn)在都能經(jīng)由避障功能去避免，既保障了無(wú)人機(jī)飛行安全的同時(shí)，也避免了對(duì)周?chē)藛T財(cái)產(chǎn)的損害，還能給無(wú)人機(jī)新手極大的幫助!根據(jù)目前無(wú)人機(jī)避障技術(shù)的發(fā)展以及其未來(lái)的研究態(tài)勢(shì)，無(wú)人機(jī)避障技術(shù)可分為三個(gè)階段如下：

第一階段：感知障礙物，無(wú)人機(jī)只能是簡(jiǎn)單地感知障礙物。當(dāng)無(wú)人機(jī)遇到障礙物時(shí)，能快速地識(shí)別，并且懸停下來(lái)，等待無(wú)人機(jī)駕駛者的下一步指令!

第二階段：繞過(guò)障礙物，無(wú)人機(jī)能夠獲取障礙物的深度圖像，并由此精確感知障礙物的具體輪廓，然后自主繞開(kāi)障礙物!這個(gè)階段是擺脫飛手操作，實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)自主駕駛的階段!

第三階段：場(chǎng)景建模和路徑搜索，無(wú)人機(jī)能夠?qū)︼w行區(qū)域建立地圖模型然后規(guī)劃合理線(xiàn)路!這個(gè)地圖不能僅僅是機(jī)械平面模型，而應(yīng)該是一個(gè)能夠?qū)崟r(shí)更新的三維立體地圖!這將是目前無(wú)人機(jī)避障技術(shù)的最高階段!

避障功能從構(gòu)思到實(shí)現(xiàn)，這三個(gè)階段其實(shí)是無(wú)人機(jī)避障技術(shù)的作用過(guò)程。從無(wú)人機(jī)發(fā)現(xiàn)障礙物，到可以自動(dòng)繞開(kāi)障礙物，再達(dá)到自我規(guī)劃路徑的過(guò)程走的每一步幾乎都伴隨著無(wú)數(shù)的難題。那么在無(wú)人機(jī)避障黑科技中，誰(shuí)將是真正的“黑馬”?

當(dāng)前無(wú)人機(jī)的避障技術(shù)與傳統(tǒng)的機(jī)器人避障技術(shù)相比，前期避障時(shí)代，由于技術(shù)和市場(chǎng)環(huán)境的因素?zé)o人機(jī)產(chǎn)品的可靠性會(huì)相對(duì)較差因而無(wú)人機(jī)廠家會(huì)在無(wú)人機(jī)的使用說(shuō)明上標(biāo)明必須在開(kāi)闊場(chǎng)地飛行，而且應(yīng)當(dāng)盡量避免周?chē)写罅咳巳阂驗(yàn)橐徊恍⌒牟僮魇д`，或者在周?chē)懈叽笳系K物時(shí)啟動(dòng)一鍵(低電壓、失控)返航，則有可能眼睜睜看著無(wú)人機(jī)傻傻地撞向明顯的障礙物，卻束手無(wú)策。而當(dāng)前無(wú)人機(jī)的避障還處于很初級(jí)的階段，但由于無(wú)人機(jī)市場(chǎng)的火爆，為了降低這種事故的發(fā)生率，各廠商也都在卯足勁研發(fā)避障技術(shù)，而在實(shí)現(xiàn)方式上，大家的目標(biāo)也都放在了一個(gè)方向——測(cè)量無(wú)人機(jī)到障礙物的距離。

紅外和超聲波技術(shù)，因?yàn)槎夹枰鲃?dòng)發(fā)射光線(xiàn)、聲波，所以對(duì)于反射的物體有要求，比如：紅外線(xiàn)會(huì)被黑色物體吸收，會(huì)穿透透明物體，還會(huì)被其他紅外線(xiàn)干擾;而超聲波會(huì)被海綿等物體吸收，也容易被槳葉氣流干擾。而且，主動(dòng)式測(cè)距還會(huì)產(chǎn)生兩臺(tái)機(jī)器相互干擾的問(wèn)題。相比之下，雖然雙目視覺(jué)也對(duì)光線(xiàn)有要求，但是對(duì)于反射物的要求要低很多，兩臺(tái)機(jī)器同時(shí)使用也不會(huì)互相干擾，普適性更強(qiáng)。激光技術(shù)雖然也能實(shí)現(xiàn)類(lèi)似雙目視覺(jué)的功能，但是受限于技術(shù)發(fā)展，目前的激光元件普遍價(jià)格貴、體積大、功耗高，應(yīng)用在消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)上既不經(jīng)濟(jì)也不實(shí)用。無(wú)人機(jī)的避障功能已經(jīng)需要一個(gè)可以應(yīng)對(duì)多重障礙物的技術(shù)出現(xiàn)，也就是說(shuō)在目前的技術(shù)中，當(dāng)下無(wú)人機(jī)測(cè)距一般是通過(guò)測(cè)距類(lèi)有效負(fù)載測(cè)量無(wú)人機(jī)到某物體的距離，通過(guò)特定波的波長(zhǎng)，波速，反饋時(shí)間就可以計(jì)算。

超聲波避障：超聲波其實(shí)就是聲波的一種，因?yàn)轭l率高于20kHz，所以人耳聽(tīng)不見(jiàn)，并且指向性更強(qiáng)。超聲波測(cè)距的原理比紅外線(xiàn)更加簡(jiǎn)單，因?yàn)槁暡ㄓ龅秸系K物會(huì)反射，而聲波的速度已知，所以只需要知道發(fā)射到接收的時(shí)間差，就能輕松計(jì)算出測(cè)量距離，再結(jié)合發(fā)射器和接收器的距離，就能算出障礙物的實(shí)際距離，如上圖所示。

?無(wú)人機(jī)避障技術(shù)?是指無(wú)人機(jī)通過(guò)感知周?chē)h(huán)境，實(shí)現(xiàn)自主避開(kāi)障礙物的一系列技術(shù)。這些技術(shù)通過(guò)不同的傳感器(如攝像頭、雷達(dá)、激光雷達(dá)等)來(lái)收集環(huán)境信息，并通過(guò)算法處理，指導(dǎo)無(wú)人機(jī)做出避障決策。避障技術(shù)不僅能夠提高飛行的安全性和穩(wěn)定性，還能擴(kuò)展無(wú)人機(jī)的應(yīng)用范圍和提升其作業(yè)效率?12。

避障技術(shù)的實(shí)現(xiàn)原理

無(wú)人機(jī)避障的實(shí)現(xiàn)原理是通過(guò)將探測(cè)所得結(jié)果數(shù)據(jù)導(dǎo)入到自身避障模塊，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算得出避障飛行的指令。避障模塊相同的情況下，得到的信息對(duì)避障效果起到了決定性的影響?1。

避障技術(shù)的類(lèi)型及其優(yōu)缺點(diǎn)

?紅外避障?：通過(guò)紅外線(xiàn)發(fā)射器發(fā)射紅外線(xiàn)，接收反射光線(xiàn)來(lái)測(cè)量距離。優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟、成本較低;缺點(diǎn)是對(duì)環(huán)境光干擾敏感，需要漫反射表面才能檢測(cè)，距離較短?。

?超聲波避障?：通過(guò)測(cè)量聲波發(fā)射和接收的時(shí)間差來(lái)計(jì)算距離。優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜;缺點(diǎn)是精度和感應(yīng)速度較低，對(duì)遠(yuǎn)距離障礙物檢測(cè)不準(zhǔn)確，且對(duì)吸收聲波的物體無(wú)效?。

?激光避障?：通過(guò)激光傳感器測(cè)量距離，精度高、反饋速度快、抗干擾能力強(qiáng)。缺點(diǎn)是成本高昂，需要漫反射物體才能檢測(cè)?13。

?視覺(jué)避障?：通過(guò)攝像頭獲取圖像信息，利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)進(jìn)行三維空間感知。優(yōu)點(diǎn)是精度高、適應(yīng)性強(qiáng);缺點(diǎn)是計(jì)算量大，對(duì)處理能力要求較高?13。

應(yīng)用場(chǎng)景

無(wú)人機(jī)避障技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用：

?民用領(lǐng)域?：如災(zāi)區(qū)救援、消防滅火、航空攝影等，提高安全性和作業(yè)效率?2。

?物流領(lǐng)域?：用于配送貨物，減少碰撞風(fēng)險(xiǎn)?2。

?農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?：用于噴灑農(nóng)藥、播種等作業(yè)，避免與障礙物碰撞?2。

?監(jiān)測(cè)巡檢領(lǐng)域?：用于復(fù)雜地形的監(jiān)測(cè)和巡檢，提高工作效率和質(zhì)量?2。