目的
達到無人機避障,環境為工廠充滿空汙之處(煙霧等等),效果須達到可避開電線等
無人機避障三階段
一是感知障礙物階段;二是繞過障礙物階段;三是場景建模和路徑搜索階段(自己規劃路徑)
第一階段,無人機只能是簡單地感知障礙物。當無人機遇到障礙物時,能快速地識別,並且懸停下來,等待無人機駕駛者的下一步指令!
第二階段,無人機能夠獲取障礙物的深度圖象,並由此精確感知障礙物的具體輪廓,然後自主繞開障礙物!這個階段是擺脫飛手操作,實現無人機自主駕駛的階段!
第三階段,無人機能夠對飛行區域建立地圖模型然後規劃合理線路!這個地圖不能僅僅是機械平面模型,而應該是一個能夠實時更新的三維立體地圖!這將是目前無人機避障技術的最高階段!
無人機避障技術
目前避障技術標準(看ppt,各無人機網頁)
日間:
1 超聲波:
大疆精靈Phantom 4:雙目視覺+超聲波
2. TOF(time of flight): 飛行時間法3D成像,是通過給目標連續發送光脈衝,然後用感測器接收從物體返回的光,通過探測光脈衝的飛行(往返)時間來得到目標物距離
使用這種方式光波容易受到干擾,系統發出的光,必須避開太陽光的主要能量波段,從而避免太陽光的直射、反射等對避障系統造成干擾。該原理需要非常精準的時間測量,需要專用處理晶元,而晶元價格則較為高昂。
零度在CES2016上發布的Xplorer 2,採用的便是TOF測距方案。無人機上的「蘑菇頭」就是自動避障模塊,該避障模塊可以實現在6m有效避障距離內,以每秒50次的速率實現360°全方位掃描。
3. 視覺測距
夜間:
極飛:TOF夜間避障採用主動近紅外照射技術
主動近紅外照射技術,簡單來說就是加了一個特殊的手電筒(雖然人眼看不到,但能作為夜晚的光源)和並改造了眼睛。夜間這個眼睛幾乎看不到(和現有大疆產品一樣),而極飛採用的雙目是由兩個黑白鏡頭組成,從380-1080nm 波段都可以成像,也就意味著不僅能看見可見光,還能看見人眼也看不見的紅外線
避障距離和白天相比沒有變化,都是 30 米(角度:水平 FOV 65°)
超聲波: 易受固體物質影響(例如牆壁會使的隔壁聽不到你說話)
紅外線: Phantom 4 Pro容易受到可見光影響(強光,光強度多少會造成多少影響??),所以夜間夜間好使
雷射雷達:
參考:
無人機避障技術原理及廠商盤點
https://www.pixpo.net/technology/0FCwkPLx.html
從超聲波到tof再到雙眼,無人機避障技術正走往什麼方向?
https://kknews.cc/zh-tw/tech/926k3xj.html
【圖解】3D感測技術發展與應用趨勢(TOF技術說明)
https://dahetalk.com/2018/03/11/%E3%80%90%E5%9C%96%E8%A7%A3%E3%80%913d%E6%84%9F%E6%B8%AC%E6%8A%80%E8%A1%93%E7%99%BC%E5%B1%95%E8%88%87%E6%87%89%E7%94%A8%E8%B6%A8%E5%8B%A2%EF%BD%9C%E5%A4%A7%E5%92%8C%E6%9C%89%E8%A9%B1%E8%AA%AA/
Panasonic 發表工業與車用 TOF 測距感測器,可在夜間建構 250 公尺內的精密 3D 測距影像
https://www.cool3c.com/article/136170
天黑了,你的無人機還能避障嗎?2016-11-28
https://kknews.cc/zh-tw/tech/48lbqm2.html
Phantom 4 Pro night obstacle avoidance test
https://www.youtube.com/watch?v=O-EUwdPuR5s
Use drones with FLiR thermal imaging for your security cameras and surveillance | DARTdrones
https://www.youtube.com/watch?v=-GofKf0wIZE
XAG P20官網介紹
https://www.xag.cn/en/plant-protection-uas/p20
大疆phantom-4-pro官網介紹
https://store.dji.com/zh-tw/product/phantom-4-pro-v2?vid=43151
RFTC: Flying FPV at Night with a FLIR Thermal Imaging Camera
https://www.youtube.com/watch?v=wqlptPhFmk0
12 Top Collision Avoidance Drones And Obstacle Detection Explained
https://www.dronezon.com/learn-about-drones-quadcopters/top-drones-with-obstacle-detection-collision-avoidance-sensors-explained/
10 Thermal Vision Cameras For Drones And How Thermal Imaging Works
Posted Dece
https://www.dronezon.com/learn-about-drones-quadcopters/9-heat-vision-cameras-for-drones-and-how-thermal-imaging-works/