無(wú)人機(jī)避障需要解決的三個(gè)大問(wèn)題
時(shí)間: 2020-07-07 13:18:51
隨著新一輪娛樂(lè)類無(wú)人機(jī)的發(fā)布，避障再一次成為熱點(diǎn)。無(wú)人機(jī)為什么要避障，怎么避障，有哪些技術(shù)和坑點(diǎn)？今天來(lái)扒一扒。無(wú)人機(jī)本來(lái)在高空穿梭，不知障礙為何物?？墒嵌嘈淼钠占案淖兞艘磺?。植保，運(yùn)貨，勘測(cè)，穿越，娛樂(lè)，拍照等等低空應(yīng)用成為常態(tài)。于是地面各種障礙物變得突兀起來(lái)，變得值錢，能夠炒作了。于是大大小小的無(wú)人機(jī)無(wú)論是否必須，都開(kāi)始談?wù)摫苷?。什么是避障？?jiǎn)單的說(shuō)就是躲避航線或飛行中遇到的物體，避免雙方損傷，注意是雙方。 怎么避障？要解決三個(gè)問(wèn)題：1，有哪些類型的障礙。2，怎么定位障礙。3，怎么躲避。簡(jiǎn)單的說(shuō)障礙物有三種類型：大障礙，小障礙，動(dòng)障礙。大障礙是不可逾越的比如墻，樓，山等等，對(duì)于這種障礙只能停不能避。小障礙是電線桿，樹(shù)木等等可以躲避的障礙。動(dòng)障礙就是人畜鳥(niǎo)，有人說(shuō)飛過(guò)來(lái)一塊石頭，好吧，也算是。對(duì)于后兩種障礙，大部分廠家含糊其辭，因?yàn)檎嬲龅奖苷?，知道障礙還要知道它的位置;躲避障礙還要知道往哪躲。并不是探測(cè)就繞開(kāi)說(shuō)起來(lái)這么簡(jiǎn)單，需要一系列傳感器和算法配合。而且真的需要么？我們看看動(dòng)障礙都是在娛樂(lè)過(guò)程中才會(huì)出現(xiàn)，工業(yè)作業(yè)遇到的基本都是不動(dòng)的小障礙，那么為什么不能勘測(cè)用航線避開(kāi)呢？樹(shù)是死的人是活的啊，避障真的必須么？有人說(shuō)作業(yè)過(guò)程也有鳥(niǎo)啊，那有人機(jī)為什么不做避障？道理很簡(jiǎn)單，規(guī)避動(dòng)作有可能遇到新的障礙，導(dǎo)致新的控制問(wèn)題。飛機(jī)不是玩具，不能為躲避已知危險(xiǎn)而陷入未知危險(xiǎn)，只能提高飛機(jī)抗撞性能來(lái)解決。只有娛樂(lè)無(wú)人機(jī)需要，因?yàn)轱w機(jī)自己不值錢，撞上人和建筑損失更大些。避障用的傳感器是現(xiàn)在宣傳中最大的坑點(diǎn)！所謂避障傳感器是不存在的，因?yàn)閭鞲衅髦荒芴綔y(cè)不能躲避。這就像能寫文章的都叫作家一樣扯淡。傳感器只有距離傳感器，掃描傳感器，雙目視覺(jué)三種可以使用。距離傳感器指的是超聲波，無(wú)線電測(cè)距（被宣傳為雷達(dá)），激光測(cè)距（被宣傳為激光雷達(dá)）。他們都是主動(dòng)發(fā)射聲波，電磁波或激光到前方材質(zhì)，測(cè)量回波時(shí)間差來(lái)確定距離，所以他們適合大障礙的探測(cè)，對(duì)于小障礙和動(dòng)障礙只能知道有無(wú)，不能知道位置甚至距離也不準(zhǔn)，而且對(duì)不平整材質(zhì)（植被）和非固體材質(zhì)（水面）都有可能有問(wèn)題。所以這些本應(yīng)該用于飛行定高的傳感器用于避障有問(wèn)題。掃描類傳感器就是在測(cè)距傳感器上加裝旋轉(zhuǎn)裝置，通過(guò)旋轉(zhuǎn)不斷探測(cè)各個(gè)方向的障礙物。常見(jiàn)就是激光掃描測(cè)距，有平面和三維，他的最大問(wèn)題是機(jī)械部件壽命和成本高昂。再有就是雙目視覺(jué)，這種在實(shí)驗(yàn)室趴了很多年的設(shè)備終于在今年走上臺(tái)面，效果待檢測(cè)。通過(guò)雙目視頻的差異計(jì)算每個(gè)點(diǎn)的距離，跟人眼距離感原理相同。但是只要做好圖像處理，從成本和實(shí)用來(lái)講這才是最實(shí)用的設(shè)備?，F(xiàn)在就是處理器性能和算法的瓶頸。再說(shuō)說(shuō)避障，探測(cè)到障礙有三種處理方法，停下等指令，規(guī)劃繞障和自主繞障。停下是最基本的處理方式，遇到大障礙必須這么做。規(guī)劃繞障適用于小障礙，這種方法經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單而且可靠性高。自主繞障則需要飛機(jī)有規(guī)避算法，在機(jī)上重新生成航線，還要面臨新的問(wèn)題，我看只有娛樂(lè)無(wú)人機(jī)有這個(gè)必要，因?yàn)樗鎸?duì)的障礙價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于飛機(jī)。結(jié)論： 避障需要進(jìn)行，但是自主避障不是必須。要看飛行環(huán)境和飛機(jī)價(jià)值來(lái)確定。