最近，一直植根于無人機在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用的極飛科技有了新動作，他們發(fā)布了 XCope「天目」無人機視覺系統(tǒng)（XAIRCRAFT XCope UAV Vision System）。這個系統(tǒng)融合了雙目避障和地形視覺模塊，讓植保無人機擁有了感知環(huán)境的能力，進(jìn)一步提升了它的作業(yè)效率和安全性。

 

 

 

 

 

我們發(fā)現(xiàn)一個很有趣的點是它能夠?qū)崿F(xiàn)夜間避障，為什么這很有趣？因為如果你有大疆，它的雙目避障在晚上可能就完全「瞎掉」，而且不僅是晚上，據(jù)說是照度小于 300 lux 就會關(guān)閉。

 

所以當(dāng)然大疆是不推薦你晚上玩無人機去做一些「獵奇的事情」，想做只能靠自己的技術(shù)了。但考慮到 Inspire 2 已經(jīng)可以定制 4G 通訊功能，實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制飛行器這樣的黑科技，所以如果再實現(xiàn)夜間避障，我們的黑客和極客們又有好玩的事情做了。

 

所以這里我們先來聊聊「夜間避障」。

 

 

極飛做夜間避障是因為他們的多數(shù)植保作業(yè)是在夜間進(jìn)行。其實他們實現(xiàn)「夜間避障」的原理并不復(fù)雜。

 

先說避障原理，向前避障是雙目避障，它利用成像設(shè)備的兩只「眼睛」來獲取被測物體的兩幅圖像，通過計算圖像對應(yīng)點間的位置偏差來獲取物體的三維信息，包括攝像頭與物體的距離和物體之間的距離等。是基于視差原理，是計算機視覺的一種重要形式，這和人眼感知物體三維信息的原理相似。參照下面這個惡趣味的圖片。

 

 

而夜間避障，是采用了這個主動近紅外照射技術(shù)，簡單來說就是加了一個特殊的「手電筒」和并改造了「眼睛」。夜間這個「眼睛」幾乎看不到（和現(xiàn)有大疆產(chǎn)品一樣），而極飛采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。

 

 

（中間長條裝為發(fā)射，兩側(cè)為接收）

 

無人機會主動發(fā)射近紅外線光線，近紅外光是介于可見光和中紅外光之間的電磁波，雖然人眼看不到，但能作為夜晚的光源，雙目的每一個鏡頭就能接收到環(huán)境中的紅外線的反饋，經(jīng)過雙目計算后（和白天的計算處理相同）就可以「感知」到環(huán)境和障礙物了。而且避障距離和白天相比沒有變化，都是 30 米（角度：水平 FOV 65°）。

 

其實這個原理并不是極飛所創(chuàng)造，它在軍事當(dāng)中運用很早，在美、德等國二戰(zhàn)期間，第一代的主動紅外探測裝置用在了戰(zhàn)場上，通過自帶的光源設(shè)備主動產(chǎn)生近紅外輻射照射目標(biāo)區(qū)域，然后接收目標(biāo)返回的紅外信號，轉(zhuǎn)換為可視圖像進(jìn)行觀察分析。例如德國研制的車載主動紅外夜視儀可用于夜間無燈光條件下隱蔽行進(jìn)，并通過這種手段避開同盟國的監(jiān)視，秘密地把 V-2 導(dǎo)彈運送到前線。

 

而說到這里，目前所有的民用無人機都不能在夜間或者說光線不好的情況下避障嗎？其實不然，我們可以看看那些本來「見光死」的避障無人機，在晚上是不是能夠活過來。

 

 

說到紅外夜間避障，很容易讓我聯(lián)想到的就是昊翔所采用的這個 Intel 的 RealSense 技術(shù)，這項技術(shù)應(yīng)用在他們的 Typhoon H 上用來實現(xiàn)避障。

 

為什么想到它？因為 RealSense 的硬件搭載了：兩個紅外鏡頭 + RGB 鏡頭 + 紅外結(jié)構(gòu)光（就是紅外激光發(fā)射器），同時用超聲波傳感器來輔助。

 

 

簡單來說，它避障的一部分是和極飛用了同樣的方式，只是這雙「眼睛」是只能看到紅外，同樣是發(fā)射紅外結(jié)構(gòu)光，用這雙「紅外眼睛」來接收，進(jìn)行環(huán)境感知。但不同的是，這雙「紅外眼睛」接收到的信息會給 RealSense 的「大腦」做思考，用來和其他傳感器信息配合，進(jìn)行 3D 建模，然后「思考」出繞過障礙物的方式，也就是常說的路徑規(guī)劃。

 

這也是為什么坊間傳聞它是「見光死」了，因為紅外受可見光的影響也比較大，白天強光環(huán)境下的效果并不一定理想，所以會有輔助超聲波傳感器，當(dāng)然是沒有「見光死」這么夸張了。

 

說回到「夜間避障」，所以它在夜間同樣能夠?qū)崿F(xiàn)夜間避障，而且表現(xiàn)也許會比白天更好，因為 RGB 鏡頭晚上看不見，在 3D 建模的時候就少了一個傳感器信息，所以運算速度會更快，但精度可能就會降低一些。

 

我們好像一不小心發(fā)現(xiàn)了一個昊翔的優(yōu)點？當(dāng)然，我需要有空找個夜晚來實際試試效果。

 

不不不，其實還是「夜盲癥」患者，即使是 Inspire 2 上新搭載的雙目避障在晚上依舊看不見，我在這里想說的是 Phantom 4 Pro 兩側(cè)、Inspire 2 向上的避障感知系統(tǒng)，他們的原理都是紅外感知。

 

 

一發(fā)一收，長條發(fā)射。「有效探測距離達(dá) 7 米，感知范圍為水平方向 70°、垂直方向 20°的錐體形狀?！?/div>