无人机避障系统的三种不同原理是什么?斑斓航空
目前市场上的无人机避障系统主要有三种,分别是超声波、TOF,以及由多种测距方式和视觉图像处理组成的相对更复杂的复合方式。
超声波
超声波是最简单的测距系统,我们生活中遇到的大部分测距系统都采用了这种技术,最常见的就是汽车倒车雷达。在无人机上安装定向超声波发射器和接收器,然后连接到飞行控制系统。
对于无人机来说,这种超声波系统要放置在多个方向,如前后左右,在悬停和飞行时能保持对周围的监控;放置在机身下方和上方,可以避免起飞、下降和降落时过快撞击障碍物或地面。
TOF
也就是说,TOF传感器发射调制的近红外光,在遇到物体后被反射。传感器通过计算光发射和反射之间的时间差或相位差来转换拍摄场景的距离,从而生成深度信息。此外,结合传统的相机拍摄,可以用不同颜色代表不同距离的地形图的形式呈现物体的三维轮廓。
通俗点说就是用光代替前面的超声波。检测方法有两种,一种是光的时间,一种是光的相位。但是总的来说都是把光打出去,然后检测反射光,然后判断无人机周围有没有障碍物,距离几何等等。
在悬停状态下,TOF系统会一直保持快速旋转,每秒旋转2-5次。这是因为,在旋转的过程中,系统可以快速扫描周围有效半径内的360°范围,从而以更快的速度发现障碍物,然后指令飞行控制系统调整位置,避免对周围的人或财产造成伤害。在飞行过程中,TOF系统将停止旋转,只向前方向发光。在方向固定的情况下,外面的有效距离可以增加到8-10m。对于一般无人机来说,精彩的飞行距离在10米左右,探测到障碍物后1秒的反应时间,无人机就能以较大的加速度停止前进,这就足够了。
复合机器视觉避障系统
该系统可以识别前、后、左、右、下五个方向的障碍物,识别机制分为超声波和机器视觉两部分。也就是说,除了常规的超声波模块之外,还专门在五个方向放置摄像头采集视觉图像,然后直接传输到机载处理器进行计算和处理。复合避障系统可以帮助更多与物联网相关的商业使用场景,比如停车场管理。在室内用GPS定位几乎是不可能的。在地下停车场,光照条件一般不是很好,超声波和机器视觉的结合可以在几乎任何光照下更好的识别各种物质,从而为无人机在地下停车场的封闭环境下飞行提供更好的指导。可以显著提高识别的有效范围,精度往往可以达到厘米级。