对比了零度昊翔大疆的避障技术后 看谁才是真正的黑科技

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北京时间今天一大早，dji大江创新在美国纽约召开新产品发布会，发布了新精灵系列——大江精灵幻影4。虽然Elf 4因早期曝光而没有太多悬念，但这三个创新功能仍然显示了大江的诚意，尤其是视觉避障，堪称黑色技术。

目前，市场上电动多旋翼无人机主要有三种避障系统，即超声波、tof(激光雷达测距之一)和视觉测距，有望成为主流。碰巧国内最受关注的三家无人机制造商最近都推出了自己的新产品，并分别使用了这三种系统中的一种或两种。然后，让我们来分析谁是真正的避障黑技术。

零度探测仪2:激光雷达飞行时间测距飞行时间是飞行时间的缩写，字面意思是飞行时间。所谓的飞行时间三维成像是连续地向目标发送光脉冲，然后用传感器接收从目标返回的光，并通过检测光脉冲的飞行(往返)时间来获得目标的距离。

这样，光波容易受到干扰，系统发出的光必须避开太阳光的主能带，以避免太阳光直射和反射对避障系统的干扰。这个原理需要非常精确的时间测量和昂贵的特殊处理芯片。

Xplorer 2于2016年发布，采用tof测距方案。无人机上的“蘑菇头”是一种自动避障模块，在6米的有效避障距离内，能以每秒50次的速度实现360°全方位扫描。

Xplorer 2自动避障模块

向皓台风H:真实感的技术原理是采用“主动立体成像原理”，模仿人眼的“视差原理”。通过发射一束红外光，它利用左红外传感器和右红外传感器跟踪该光束的位置，然后利用三角测量原理计算3d图像中的“深度”信息。它配有深度传感器和全1080p彩色镜头，能够准确识别手势、面部特征、前景和背景，因此该设备能够理解人们的动作和情绪。

Realsense属于“单目+结构光”，即单个相机和结构光发射器构成一个深度相机。然而，结构光是“一见光就死”。“结构光只适用于黑暗环境和室内。为什么英特尔创造了一个模仿热带雨林的黑暗环境？因为它会被打扰的！”雷雨云创始人廖宏宇表示，由于3d深度相机改为2d深度相机，其“单目+结构光”智能导航模块只需200元。

台风h集成了英特尔的realsense模块

幻影4:双目视觉+超声波双目测距原理，就像我们人类的眼睛一样，看到不同的图像。如果两只眼睛在同一点看到两幅图像，就有差异，这个点的距离可以通过三角测量来测量。

双目视觉系统示意图

幻影4增加了双目避障功能。事实上，它遵循制导的核心算法，能够识别0.7米和15米以内的障碍物；水平视角为60°，垂直视角为30°。双目视觉的优点是在远距离下，双目视觉可以保证三维的精确信息，例如，两座远山可以看到一个近一个远。当然，远处的小目标是不允许的。

幻影4向下视觉定位模块

谁的技术是黑色技术？董磊云和创始人廖宏宇:

“事实上，除了tof以外的所有光学测距都是三角测距。双目测距是基础，但双目测距的难点在于，例如，当两台摄像机各拍摄一幅图像时，我如何知道这两幅图像中的某一点是同一点？这称为中点，也称为锚点。这是一项计算量非常大的工作。后来，有人想到了一个办法。我拿出一个结构灯，取出一个照相机。结构光的图像是已知的，也就是说，我清楚地知道其中的一个图像，所以很容易找到这一点，然后计算其差异。这就是结构光测距的原理。它的计算量会小得多，因为双目的计算量太大了。然而，结构光的前提是需要填充光。为什么它被称为主动视觉？这是因为我们产生了一束光，它不应该太强而不安全。如果环境明亮，这个光点将很难找到。因此，结构光一般不适合室外环境。它适合室内环境，尤其是越暗，就越容易发现这些斑点。双目视觉是被动视觉，所以外界光线越强，图像越清晰，所以双目视觉更适合室外环境。

我认为大江的创新之一是，当它的双目视觉在室内较弱时，它恰好能够使用超声波。然后，当室外的双目视觉计算过大时，总会有缺失的部分。这时，超声波也可以作为一种补充。超声波的特点是能精确测量距离，但不能形成点与点之间的深度信息，只能测量一个近似的距离。例如，汽车上的雷达是超声波的，它告诉你某个方向有障碍物，但它不能告诉你哪个点有障碍物，但我可以用双目视觉或结构光测量哪个点的深度信息。因此，超声波一般用于避开障碍物，这不适合室内机器人导航。例如，无人机主要是避开室外的障碍物，只要它们知道前方有树。然后，在室内，一些人用它来设定高度，因为无人机必须悬停，而且室内的gps信号很弱。"

土豪科技的创始人费哲平也同意结构光不能在室外使用，当被观察物体的纹理不明显时，双目镜很难使用。然而，他的方法不是减少一台摄像机，而是在两台摄像机的基础上增加结构光:

“导航是双目rgb，他们的网站上有这样的描述:‘环境需要良好的照明；被观察物体的纹理很明显。这是保证双目rgb方法能够有效工作的典型前提。双目要求是两台摄像机可以同时定位同一特征点，如果物体的特征纹理不丰富，如白墙，双目完全不能使用。因此，双目不能用作一般的深度传感器，而只能用于预设的特定任务，如手动观察(如leapmotion)、避障(如dji)、adas(仅观察前方有限的物体)。双rgb的优点是它可以在晴天的户外使用(当然，在保证相机成像的前提下，它不能过度曝光)。普通结构光不能在室外工作(如kinect和realsense)，靠近窗户时也不能在室内工作。结构光就像一个投影仪，它主动发射设计好的纹理，并击中物体表面。为了不打扰人，使用了红外线激光，这是人眼看不到的。相机可能会看到这些纹理。为了获得良好的效果，工业深度相机直接使用投影仪投射纹理。无论如何，没有必要考虑对人眼的干扰。我们的双目结构光理论上可以兼得，但我们目前还没有意识到这一点。当室内和结构光有效时，我们仍在优化工作场景。"

因此，综上所述，在无人机的应用中，零度失去了机会，因为它只有6米的有效避障距离，而Elf 4在室外避障方面优于云南台风h。当然，最好添加结构光。