無(wú)人機(jī)避障技術(shù)是什么
時(shí)間: 2020-06-22 13:38:21
避障技術(shù)，顧名思義就是無(wú)人機(jī)自主躲避障礙物的智能技術(shù)。無(wú)人機(jī)避障一直都是業(yè)界的難題，行業(yè)精英也嘗試尋求解決之道。從避障技術(shù)發(fā)展歷史來(lái)看，目前相對(duì)成熟的無(wú)人駕駛當(dāng)仁不讓。 無(wú)人駕駛汽車是一種智能汽車主要依靠車內(nèi)的以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為主的智能駕駛儀來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛。其中無(wú)人駕駛主要原理為通過(guò)車載傳感系統(tǒng)感知道路環(huán)境，自動(dòng)規(guī)劃行車路線并控制車輛到達(dá)預(yù)定目標(biāo);同時(shí)通過(guò)車載傳感器感知周圍環(huán)境，并根據(jù)感知所獲得的道路、車輛位置和障礙物信息，控制車輛的轉(zhuǎn)向和速度，從而使車輛能夠安全、可靠地在道路上行駛。由此可知無(wú)人駕駛依靠人工智能、計(jì)算視覺(jué)、雷達(dá)、監(jiān)控裝置和全球定位系統(tǒng)協(xié)同工作，讓電腦可以在沒(méi)有任何人類主動(dòng)的操作下，自動(dòng)安全地操作機(jī)動(dòng)車輛。無(wú)人機(jī)避障也可以參考同樣的理論，從無(wú)人駕駛方案也就很容易看出無(wú)人機(jī)避障方案，無(wú)人車的避障方案設(shè)計(jì)對(duì)無(wú)人機(jī)的避障具有極高的的參考價(jià)值。無(wú)人機(jī)的飛行任務(wù)主要有三大要求：其一，是飛行姿態(tài)的穩(wěn)定性要求?？罩袡C(jī)器人（即無(wú)人機(jī)）在執(zhí)行任務(wù)過(guò)程中必須保持飛行軌跡平滑，高度基本不變，這也是對(duì)飛行器的基礎(chǔ)要求;其二，是對(duì)障礙物的精準(zhǔn)識(shí)別及規(guī)避;其三，要求無(wú)人機(jī)完成規(guī)避后恢復(fù)預(yù)定軌跡。無(wú)人機(jī)避障技術(shù)可簡(jiǎn)單分為三個(gè)階段：一是感知障礙物并停止階段;二是獲取障礙物深度圖像自主繞開(kāi)階段;三是建立區(qū)域地圖合理規(guī)劃路徑階段。 作為一個(gè)無(wú)人機(jī)的感官系統(tǒng)，實(shí)時(shí)性要求更高也是硬需求，考慮到未來(lái)無(wú)人機(jī)在飛行執(zhí)行任務(wù)的過(guò)程中需要保持好的飛行狀態(tài)，就需要極高的安全性和穩(wěn)定性，這對(duì)傳感器收集到的信號(hào)信息以及同時(shí)所涉及到的應(yīng)用能夠做實(shí)時(shí)處理的能力是一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。 這三個(gè)避障技術(shù)對(duì)應(yīng)到幾種傳感器有：超聲波、毫米波、激光紅外、雙目視覺(jué)、電子地圖等。這幾種避障方式技術(shù)原理不同，因此適用的場(chǎng)景也會(huì)因需而議。下面我們就來(lái)說(shuō)說(shuō)超聲波傳感器在無(wú)人機(jī)避障中的相關(guān)解決方案吧。無(wú)人機(jī)降落輔助是無(wú)人機(jī)所具有的一項(xiàng)功能，可以檢測(cè)無(wú)人機(jī)底部與著陸區(qū)域的距離，判定著陸點(diǎn)是否安全，然后緩慢下降到著陸區(qū)域?，F(xiàn)在使用的無(wú)人機(jī)一般采用GPS監(jiān)測(cè)、氣壓傳感和其他傳感技術(shù)實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航，檢測(cè)碰撞，定位等功能。而超聲波傳感則有助于無(wú)人機(jī)的著陸、懸停以及地面跟蹤，將無(wú)人機(jī)保持在高于地面的恒定高度。 無(wú)人機(jī)避障技術(shù)是什么與許多超聲波傳感應(yīng)用一樣，無(wú)人機(jī)著陸輔助系統(tǒng)使用飛行時(shí)間（ToF）原理。ToF是從傳感器發(fā)射到目標(biāo)物體，然后從物體反射回傳感器的超聲波的往返時(shí)間估計(jì)。無(wú)人機(jī)的超聲波傳感器發(fā)出聲波，發(fā)送后，信號(hào)處理路徑變?yōu)殪o音，直到回波從物體反射回來(lái)為止?，F(xiàn)代很多傳感技術(shù)可以檢測(cè)物體的接近程度，而超聲波傳感在無(wú)人機(jī)著陸時(shí)的探測(cè)距離，不同表面的可靠性方面表現(xiàn)優(yōu)異。超聲波傳感可以檢測(cè)其他技術(shù)難以解決的的表面。例如，無(wú)人機(jī)經(jīng)常會(huì)遇到玻璃面，透明薄膜，玻璃天頂?shù)?。光傳感技術(shù)有時(shí)會(huì)穿過(guò)玻璃和其他透明材料，以至于數(shù)據(jù)偏差，而造成在玻璃建筑物上懸停失誤。超聲波卻能可靠地反射出玻璃表面，從而準(zhǔn)確降落。超聲波避障傳感器是一款高分辨率（1mm）、高精度低功耗的超聲波傳感器，它在設(shè)計(jì)上，不僅對(duì)干擾噪音做了處理，具備抗噪音干擾能力。而且對(duì)于大小不同的目標(biāo)，和變化的供電電壓，做了靈敏度的補(bǔ)償。另外還具備標(biāo)準(zhǔn)的的內(nèi)部溫度補(bǔ)償，使得測(cè)量出來(lái)的距離數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)。應(yīng)用于室內(nèi)環(huán)境，它是一款很不錯(cuò)的低成本解決方案！