天黑就“瞎”？我們來談?wù)劅o人機(jī)夜間避障

　　最近，一直植根于無人機(jī)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(jī)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(jī)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。

　　技術(shù)參數(shù)：

　　雙目避障，30 米有效識別距離；

　　地形視覺模塊，無 GPS 條件下也能全天候獲得位置信息和飛行信息；

　　風(fēng)簾阻斷技術(shù)，主動除塵，專為植保無人機(jī)設(shè)計，適應(yīng)極端復(fù)雜環(huán)境；

　　主動近紅外照射技術(shù)，具有夜視功能。

　　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(jī)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 & 主動近紅外照射技術(shù)？

　　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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)，在晚上是不是能夠活過來。