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全面解析:12种顶级防撞旋翼无人机及其避障功能

带有障碍检测和避免碰撞传感器的无人机在消费和专业领域都越来越普遍。今年,我们有很多采用防撞技术的无人机。这种障碍物检测和回避技术始于传感器检测无人机前方的物体。现在,来自DJI,Kespry,Walkera,Yuneec和其他公司的最新无人机具有前,后,下和侧面避障传感器。

在收集本文素材时,只有2架无人机,它具有障碍物检测的所有6个方向。

在这篇最新文章中,以障碍物检测和防撞技术快速浏览了顶级无人机。还将为您简要概述所使用的障碍物检测传感器的类型,包括有关软件算法和SLAM技术的信息,这些信息用于解释传感器正在扫描的图像。

如果您想创建自己的DIY避撞系统,也有链接和信息。令人惊讶的是,无人机制造商不仅仅使用一种障碍物检测传感器。

我们看到立体视觉,单眼视觉,超声波,红外,飞行时间和激光雷达传感器被用来检测和避开障碍物。制造商将这些各种传感器融合在一起,以创建障碍物检测和避免碰撞系统。

一、12种顶级障碍无人机

下面的避障无人机包含从1到6个方向的避障技术。(DJI-大疆、walkera-华科尔、Yunees-昊翔、Autel-道通,皆为中国公司。Skydio,Kespry为美国公司)

(1)Skydio 2(new)

(2)Kespry 2。

(3)DJI Mavic Air。

(4)Walkera Vitus。

(5)DJI Mavic Pro。

(6)DJI Mavic 2 Pro&Zoom。

(7)Yuneec H / H Plus。

(8)DJI Phantom 4 Pro。

(9)Walkera Voyager 5。

(10)DJI Matrice 200。

(11)DJI Inspire 2。

(12)Autel Evo。

如您所见,DJI是领先的消费者和专业无人机制造商,在70%的市场中占据领先地位,在避障无人机方面也处于领先地位。

为了比较以上所有无人机,全新的Skydio 2和DJI Mavic Pro 2和Mavic 2 Zoom具有最好的避障系统。

Skydio 2仅在2019年10月发布。它具有重叠的视觉感应,意味着它具有完整的障碍物检测功能。它使用超级鱼眼镜头实现360°视觉,实现真正的全向视觉,包括障碍物上方和下方的检测。Skydio 2专为跟踪人物和主题而设计。

Mavic 2在无人机的所有6个侧面都具有障碍物检测功能。Mavic 2还可在其前方或后方的障碍物周围飞行。有关Mavic 2障碍物感应系统的更多信息,请参见下方。2018年8月发布的DJI Mavic Pro 2和Mavic 2 Zoom具有新的相机和出色的稳定性。单击上面的链接观看这些最新的DJI Mavic 2四轴飞行器的视频。

次佳的是DJI Phantom 4 Pro拥有的避障系统。它具有5个方向的障碍物感测和4个方向的避障功能,非常出色。它还具有许多智能飞行模式,超稳定性和顶级4k摄像头。

DJI Mavic Air在2018年1月发布,是在小型无人机上最好的障碍物检测和避免碰撞方法之一。它具有3个避免碰撞的方向,即向前,向后和向下感应。这种感觉和避免系统是最早使用小型无人机来检测障碍物然后围绕目标飞行的系统。Mavic Air具有出色的创新技术,是一款出色的小型无人机。您可以在此处阅读完整的Mavic Air评论。下面,我将详细解释Mavic Air障碍物检测和避免碰撞技术,以及上面的其他无人机。

二、防撞无人机的好处

带有防撞系统的无人机有很多优点和好处。

1、安全放心的飞行和降低风险

每个人都想要更少的无人机坠毁。对于无人机所有者来说,在飞行中很容易被带走。如果松开轴承或集中力,您很容易向后或向侧面飞入物体。甚至有可能飞向障碍物,尤其是在远距离飞行时。几乎所有无人机都具有第一人称视角,可将视频从无人机摄像机传输回遥控器,智能手机或平板电脑。但是,可能会丢失此视频传输。

如果您在视线范围内飞行得很好,并且没有避开障碍物,就不可能在没有视频传输的情况下安全地飞回家。按下返回首页按钮是唯一的选择,但是如果您没有避开障碍物,它很可能会崩溃。无人机从许多角度拍摄令人惊叹的电影,因而在许多公共场所和活动中使用。不幸的是,发生了一些不好的事故。人们在音乐会或体育赛事上应该是安全的,因此在这些赛事上必须避免碰撞的无人机。

如今,最新的顶级无人机拥有4k摄像机和精美拍摄功能。许多人都想拥有一架无人驾驶飞机,但对坠机感到恐惧。如果无人驾驶飞机撞到树上,那是很糟糕的,但是如果撞到人,骑自行车的人或汽车上,那将是灾难性的,而且非常尴尬。许多人担心,他们的第一趟航班会坠毁,以免购买到东西。

借助障碍物检测以及当今无人机上的许多安全功能,我们应该看到更多的人开始将无人机作为业余爱好或职业来使用。无人机有如此之多的巨大用途,甚至还有待实现。

2、在室内飞行

如今,大多数无人机都采用北斗、GPS和GLONASS卫星导航系统进行飞行,以准确知道其位置并稳定飞行。在开放空间中进行户外飞行很容易。最大的挑战是在室内飞行,无人机在室内飞行有很多很好的用途。

我们看到工厂和仓库希望以多种方式使用无人机,例如检查,盘点库存和物流。

在室内飞行比较困难。更少的空间和更多的障碍是最大的问题。许多无人机需要飞行员手动在室内飞行。借助避障传感器,这将使无人机在室内自主导航。

3、降低保险费用

确保专业的空中摄影或多光谱无人机的成本可能很高。搭载昂贵相机设备的多旋翼飞行器的最高价格可能高达5万美元。对于这些无人驾驶飞机,必须购买保险并且保险费用高昂。拥有带有障碍物检测防撞系统的无人机将降低这些保险成本。

4、未来–安全的自动无人机运送包裹

无人驾驶飞机将与我们同在,我们将展望未来无人机将自动将包裹,药品和比萨饼运送到我们家的未来。要实现这一目标,有许多挑战需要克服。毫无疑问,无人机将需要100%安全。他们将需要完美地避免移动和文具障碍。

三、避障传感器

各种无人机单独或组合使用以下避障传感器;

1、Stereo Vision-立体视觉。

2、Ultrasonic (Sonar)-超声波(声纳)。

3、Time of Flight-TOF是飞行时间(Time of Flight)技术的缩写,即传感器发出经调制的近红外光,遇物体后反射,传感器通过计算光线发射和反射时间差或相位差,来换算被拍摄景物的距离,以产生深度信息,此外再结合传统的相机拍摄,就能将物体的三维轮廓以不同颜色代表不同距离的地形图方式呈现出来。()

4、Lidar-激光雷达

5、Infrared-红外线。

6、Monocular Vision-单眼视觉。

四、什么是障碍物检测和避免碰撞技术 

对于无人驾驶飞机,汽车或机器人而言,要检测物体然后采取行动来避免障碍物(无论是停在物体上还是在物体上方),涉及到许多复杂的技术,这些技术共同作用以创建一个集成系统。这需要许多不同的传感器,软件编程,其中包括数学建模,算法,机器学习和SLAM技术的各个方面。让我们快速看一下这些各种技术。

1、传感器融合

传感器融合是一个过程,通过该过程可以“融合”来自多个不同传感器的数据,以计算出超出仅由任何一个传感器确定的结果。传感器融合是数据融合的子类别,也称为多传感器数据融合或传感器数据融合。许多DJI无人机将各种传感器组合到防撞系统中。

传感器融合的另一个领域是在精密农业中使用无人机上的多光谱传感器。多光谱遥感成像技术使用绿色,红色,红色边缘和近红外波段来捕获农作物和植被的可见图像和不可见图像。

这些各种避障传感器将数据反馈给运行障碍检测软件和算法的飞行控制器。飞行控制器具有许多功能。其中之一是处理由障碍物检测传感器实时扫描的周围环境的图像数据。

2、避障算法

避障算法是计算来自各种传感器的数据时要遵循的过程或一组规则。该算法是详细的逐步指令集或公式,用于解决检测所有类型的运动或静止物体的问题。

取决于算法,它将能够比较来自存储的对象参考图像的实时数据,甚至可以基于这些图像。

有许多可用于避障的技术,包括算法如何处理数据。最佳技术取决于特定的环境,并且对于工厂中的防撞无人机和机器人而言是不同的。

这是一个不错的网页,其中介绍了避障技术。它为您提供了一种用于以非常简单的方式检测对象的技术的技巧。

该算法非常重要。您可能拥有最好的障碍物检测传感器,但是如果软件和算法编写不当,那么来自传感器的数据将不会被错误地解释,从而导致飞行错误和无人机坠毁。

3、SLAM技术用于检测和避免障碍

当涉及到无人机,汽车和机器人来检测和避开障碍物时,同时定位和制图或SLAM是一项极为重要的技术。

SLAM是一个过程,机器人或设备可以通过它创建周围环境的地图,并在该地图上实时正确地定向自己。这并非易事,SLAM目前处于技术研究和设计的最前沿。

SLAM技术的工作原理是首先建立其环境的预先存在的地图。诸如无人机或机器人之类的设备已使用预先存在的地图进行了编程。然后,当机器人或无人驾驶飞机在环境中移动时,会对此地图进行完善。

这项技术的真正挑战是准确性。当机器人或无人驾驶飞机在其空间中移动时,必须不断进行测量,并且技术必须考虑到设备移动和测量方法不准确所带来的“噪音”。

SLAM是令人着迷的技术,您可以在标题为“什么是SLAM技术”的文章中阅读有关它的更多信息。无人机中的许多障碍物检测和避免技术都使用SLAM的某些部分。单眼视觉就是这样一种技术。

4、完全避障系统–飞行控制器

一旦检测到物体,每架无人机的操作会有细微的差别。传感器扫描周围环境并将该信息反馈给飞行控制系统,该系统将控制避障算法。然后,飞行控制器将根据对算法中可视数据的解释来引导无人机,无论是在障碍物上方,上方飞行还是悬停在障碍物前方。

5、障碍物检测以跟踪和跟踪对象

这些障碍物检测传感器不仅可以检测物体并在其周围导航,还可以防止撞到障碍物而做更多的工作。上面列出的所有无人机都将其视觉传感器与高级图像识别算法一起使用,以使四轴飞行器能够识别和跟踪物体。这些障碍物检测传感器和算法可以检测人员,车辆,动物和许多其他物体。

在DJI无人机上,该技术被称为ActiveTrack,具有以下选择

跟踪–跟随对象的后面或前面,自动避开障碍物。

轮廓–以各种角度与对象并排飞行以获取对象的轮廓照片。

聚光灯–飞机几乎在任何地方飞行时,都要对相机进行主体训练。

Phantom 4和Mavic下方的超声波传感器使这些无人机可以在地形跟随模式下跟踪地面。基本上,这些无人机会自动停留在离地面相同的高度。

五、防撞传感器如何工作

接下来,我们简要说明每个障碍物检测传感器的工作原理。我们具有与立体视觉,红外,激光雷达,ToF,超声波和单眼视觉传感器有关的更多文章和视频的链接。

1、立体视觉传感器,用于避障

立体视觉的工作方式与人类视觉中的3D感应类似。立体视觉是对深度信息的计算,它是将来自两台摄像机的二维图像组合在稍微不同的视点上。

它从识别与多个摄像机观察到的物理场景中相同点的图像像素开始。然后可以使用来自每个摄像机的射线通过三角测量来建立点的3D位置。

识别出的对应像素越多,可以通过一组图像确定的3D点就越多。相关立体方法尝试获取立体图像中每个像素的对应关系,从而导致每个立体图像生成数以万计的3D值。

DJI使用立体视觉避免无人机前部的障碍物。他们还在无人机下方结合了立体视觉和超声波传感器。

Centeye RockCreek视觉传感器

Centeye已开发出一种基于视觉的系统原型,该系统可以使小型无人机既可以在没有GPS的情况下悬停在原地,又可以避免与附近障碍物的碰撞。该系统在“纳米”无人驾驶飞机(UAV)上进行了测试,该无人机重约1盎司,可以放在人的手掌中。它使用Centeye RockCreek™视觉芯片。

2、用于探测物体的超声波传感器(声纳)

一个超声波传感器发出的高频的声音脉冲,然后倍花费的声音的回波多久反射回来。超声波传感器有2个开口。这些开口中的一个发射超声波(就像一个微型扬声器),另一个开口接收超声波(像一个微型麦克风)。空气中的音速约为每秒341米(1100英尺)。超声波传感器使用此信息以及发送和接收声脉冲之间的时间差来确定到对象的距离。它使用以下数学方程式:

距离=时间x声速/ 2

时间=发射超声波与接收超声波之间的时间

您将此数字除以2是因为声波必须传播到对象并返回

大多数无人机使用无人机底部的超声波传感器来检测地面并用于地形跟随模式。超声波用于许多不同的领域。超声波设备用于检测物体并测量距离。超声成像或超声检查通常用于医学中。在产品和结构的非破坏性测试中,超声波用于检测不可见的缺陷。超声波在清洁,混合和加速化学过程方面有许多工业用途。蝙蝠和海豚等动物使用超声波来定位猎物和障碍物。

术语声纳用于用来生成和接收声音的设备。声纳系统中使用的声频从非常低的次声到极高的超声不等。

3、HC-SR04超声波传感器

HC-SR04超声波传感器可利用声纳来确定像蝙蝠那样的方式的对象的距离。它以易于使用的包装提供出色的非接触范围检测,具有高精度和稳定的读数。从2厘米到400厘米或1英寸到13英尺。HC-SR04的操作不受阳光或诸如Sharp测距仪之类的黑色物质的影响(尽管声学上柔软的物质,如布料可能很难检测到)。它带有超声波发射器和接收器模块。

您可以在此处阅读HC-SR04超声波传感器的完整指南。

4、飞行时间(ToF)传感器,可避免碰撞

甲时间-飞行照相机包括一个透镜,集成光源,传感器和接口。它能够同时捕获图像中每个像素的深度和强度信息,从而以高帧频实现极快的速度。ToF传感器独立捕获深度,从而允许使用相对简单的避障算法。ToF相机也非常准确。飞行时间也称为“ Flash Lidar”,但不应将此技术与Lidar混淆,我将在后面进行讨论。

ToF摄像机使用脉冲或连续波光源照亮包括对象在内的整个场景,然后观察反射光。它测量脉冲从发射器到物体然后在反射物体后返回的时间。因为光速是已知的,所以可以轻松计算到障碍物上所有点的距离。根据这些计算,结果是一个3D深度范围图,该图是在一个区域或场景的单次拍摄中创建的。它是捕获3D信息的最快技术。该科尔维图斯是使用TOF避免碰撞上前方传感器,左,他们最新的口袋大小的四轴飞行器的右手边。

AMS ToF障碍物检测传感器

用于障碍物检测和避免碰撞的AMS ToF传感器基于专有的SPAD(单光子雪崩光电二极管)像素设计和具有非常窄的脉冲宽度的时间数字转换器(TDC)。它们可以测量实时直接时间飞行的一个VCSEL(激光)发射器的红外线从物体反射的光线。

AMS的这种低功耗飞行时间传感技术使主机系统能够以很高的速度准确地测量距离。精确的距离测量可用于各种应用,包括存在检测,用户面部识别和高级相机。

AMS传感器在其ToF传感器中使用复杂的直方图数据和智能软件算法,具有以下功能:

能够检测并消除盖玻片的影响。

不受盖板玻璃反射引起的污迹和串扰的影响。

容纳较大的间隙。

保持精确的距离检测,不受物体的颜色,反射率和纹理的影响。

可以测量视野中距多个物体的距离。

5、用于障碍物检测的红外传感器

红外(IR)障碍物检测传感器根据红外反射原理工作,以检测障碍物。红外避障传感器主要由红外发射器,红外接收器和电位计组成。根据物体的反射特性,如果没有障碍物,则所发射的红外线会随着其传播的距离而减弱并最终消失。如果有障碍物,当红外线遇到障碍物时,光线将被反射回红外线接收器。然后红外接收器检测到该信号并确认前方有障碍物。

为防止IR传感器被可见光所混淆,红外探测器使用特定的红外频率,该特定频率的红外信号是由发射器产生,由物体反射,然后由接收器拾取的。匹配两个设备(发射器和接收器)以获得最佳灵敏度。没有物体时,红外线接收器不会接收信号。当前方有物体会阻挡红外光,然后将红外光反射回接收器。

(1)夏普GP2Y0A02YK0F红外距离传感器

Sharp GP2Y0A02YK0F使用反射的红外光束测量6到60英寸(20 – 150厘米)范围内的距离。通过使用三角测量来计算测得的距离,该传感器可以提供一致的读数,而不受表面反射率,工作时间或环境温度的影响较小。

Sharp GP2Y0A02YK0F输出与到反射物体的距离相对应的模拟电压。您可以在此处阅读有关此夏普红外距离传感器的更多信息。

(2)Arduino纳米板和红外避障传感器模块

学习障碍检测的一种非常流行的方法是使用Arduino Nano电子板和IR避障传感器。

6、激光雷达用于障碍物检测

激光雷达传感器通过测量短激光脉冲从传感器到物体再返回所需的时间来计算距离并检测物体,并根据已知的光速计算距离。范围最广的传感器,例如在Google无人驾驶汽车中使用的Velodyne激光雷达传感器,将多个激光/检测器对(最多64个)组合成一个传感器,每个都能以20 kHz的频率脉动。这样一来,每秒最多可测量130万个数据点。

不同的应用程序对数据质量有不同的要求。但是,对于最可靠的物体检测,绝对需要大量数据,这使得激光雷达传感器非常适合障碍物检测。无人机上的激光雷达传感器有很多用途,您可以在此处进一步了解无人机上的激光雷达传感器。

Kespry 2.0商业无人机使用激光雷达传感器来检测和避开障碍物。

LeddarTech Vu8 LiDAR传感器 

所述LeddartTech Vu8是一个紧凑的固态激光雷达,其在八个独立的段提供了高度精确的多目标检测。仅重75克的Vu8激光雷达传感器可以检测到700英尺(215米)范围内的障碍物。Vu8使用固定的激光光源,与任何扫描LiDAR解决方案相比,它大大提高了传感器的耐用性和成本效益。Vu8传感器非常适合驾驶员辅助,半自动和自动驾驶车辆(如无人机,卡车,用于建筑和采矿的重型设备,穿梭车,公共汽车和其他公共交通工具)中的导航和避免碰撞应用。新型Vu8传感器产品也将极大地受益于诸如要求更长距离和广阔视野的高级交通管理系统(ATMS)之类的应用。

7、Monocular Vision-单眼视觉

单眼传感器通过单镜头相机捕获图像。它是从单个静止图像进行3D深度重建。深度感知是从三个维度看事物并判断距离的能力。作为人类,我们在查看图像时会使用深度提示来确定物体之间的距离。这些深度提示可以是双目或单眼的。

深度提示也称为“图片深度提示”,其中有很多。单眼提示的一个示例是线性透视。在远处的铁轨照片中,铁轨的平行线似乎汇合在一起。这给了我们距离的视觉视角。另一个示例是查看两个相同的对象时。即使对象的大小相同,距离较远的对象也会显得较小。同样,单眼提示的另一个示例是,距离越远的对象在图像上方出现越高,并且越靠近地平线。单眼相机非常流行且便宜。用于解释图像数据的算法使单眼视觉相机能够创建3D图像,确定物体之间的距离并检测障碍物。

在一个非常简单的解释中,该算法将单眼视觉相机传感器捕获的图像与其图像深度提示进行比较。这听起来很简单。然而,使用单眼视觉相机实现障碍物检测需要一些出色的研究。

无人机单眼相机

派诺特AR 2.0无人机有2个单眼相机。一个朝前,另一个朝下。实际上,大多数无人机都配备了单眼相机。但是,几乎所有的无人机都不使用单眼相机来检测和避开障碍物。

但是,许多研究人员正在使用诸如Parrot AR 2.0无人机等单眼相机通过机器学习算法实时检测物体。这是另一篇有关视频的文章,其中使用Parrot AR无人机2.0单眼相机使用单眼视觉检测并避免障碍物。

六、顶级无障碍无人机

让我们从当今市场上一些最流行和最新的带有防撞系统的无人机开始。

注意:如果您购买的任何带有障碍物检测和避免碰撞功能的无人机,请阅读手册,因为在某些模式下可能会关闭避障功能,或者在光线或环境等条件不适合特定的避障传感器的情况下,避障功能将无法使用。

这是2个示例,其中避障技术可能不起作用。在恶劣的照明条件下,回避障碍物可能无法正常工作。某些智能模式(例如Mavic上的运动模式,障碍物感应)已关闭。

1、DJI Skydio 2无人机具有障碍物检测和防撞功能

Skydio 2无人机是市场上最新的具有障碍物检测和防撞技术的无人机。它使用超级鱼眼镜头可实现360°视角,从而使Skydio 2真正的全方位障碍物检测包括上下。

Skydio 2专为跟踪人和物体而设计。

这款无人机还具有出色的跟踪追踪技术,并配备了出色的摄像头,可让您以60 fps的HDR品质拍摄令人惊叹的4k视频。

Skydio 2通过其12 MP HDR摄像机捕获超清晰的照片。Skydio 2包括许多智能拍摄和拍摄模式,包括Dronie,悬停,角度跟踪,轨道和电缆凸轮。

该Skydio 2制造并在美国的支持。这是一个真实的美国成功故事。Skydio的创始人是麻省理工学院的顶尖技术研究生。在2009年,他们开创了自主无人机技术。麻省理工学院毕业后,他们帮助启动了名为Project Wing的Google无人机交付计划。Skydio成立于2014年,并于2018年推出了Skydio R1。

现在,在2019年,我们将推出其最新的创新无人机Skydio 2。

具备创新顶级技术的Skydio 2

Skydio 2是其前身在技术上的一次重大飞跃。它的飞行时间为23分钟,非常轻巧,仅重27.3盎司(775克)。它可以以每小时36英里(58公里/小时)的速度飞行。它的最大吊顶服务高度为15,000英尺,这非常了不起。它还具有2.17英里(3.5公里)的传输范围。Skydio 2有3种飞行方式。您可以使用信标,智能手机上的应用程序或使用Skydio遥控器飞行。

(1)Skydio 2障碍物检测技术 

对于障碍物检测,Skydio 2利用来自六个x 200度彩色摄像机的45百万像素的视觉感测。Skydio 2的视觉覆盖范围重叠,并且可以超高分辨率和极高清晰度看到各个方向的所有内容。

为了理解所有视觉数据并对这些视觉图像做出反应,Skydio 2具有极其强大的处理能力。它使用NVIDIA Jetson TX2,这是目前最快,最节能的嵌入式AI计算设备。凭借256个GPU内核,它每秒可进行1.3万亿次操作。Skydio 2确实是飞行中的超级计算机。

(2)Skydio 2防撞技术

Skydio自主引擎了解Skydio 2周围发生的事情,预测接下来会发生什么,并每秒做出多次智能决策。它使用6 x 4k摄像机构建周围3D地图,其中包括树木,人,建筑物等。

通过了解您在做什么,应避免的障碍以及接下来将发生的事情,Skydio 2永远不会迷失其主题。

(3)Skydio信标跟踪

Skydio信标可为您提供无与伦比的出色GPS跟踪。即使看不到你,它也会无处不在。该信标Skydio可以与Skydio应用结合使用或作为一个单独的,独立的设备。

与该应用程序一起使用时,Skydio 2不会受到手机WiFi范围的限制,并且能够使用信标的强大GPS信号来跟踪其主题。

(4)Skydio 2相机

Skydio 2具有出色的摄像头,它围绕Sony的IMX577传感器和RedDragon™QCS605设计。使用HDR,它能够以每秒60帧的速度进行4k视频播放。

Skydio 2具有专用的照片模式,可捕获12张MP HDR照片,以提供多种拍摄选项,包括单张,间隔拍摄等。

这是一个视频,向您展示了Skydio 2上的所有巨大功能,包括避免碰撞和跟随我模式。这架无人机当然具有WOW因素。

2、Kespry 2.0防撞无人机

Kespry公司提供商业航空解决方案,例如采矿,电信,建筑,保险和屋顶等许多领域的检查和测量。

他们的解决方案包括Kespry 2.0无人机,该软件用于为客户映射图像并将其转换为易于理解的数据。他们还为客户将数据存储在云中。

Kespry使用高分辨率摄像机(例如Sony UMC-R10C),该摄像机具有大型Exmor APS-C传感器,可以捕获20兆像素的详细颜色,以精确计算体积,精确测量距离和角度,并安全地识别危险或损坏。

Kespry将每个摄像机配置为最大化特定作业类型的图像质量。使用Kespry云中的摄影测量法对经过地理标记的高分辨率图像进行处理。

然后使用摄影测量软件创建单个正交影像,以提供高质量的地形图,尺寸和体积数据以及丰富的业务洞察力。

Kespry 2.0防撞无人机

Kespry 2.0无人机使用LiDAR传感器来避免障碍物,从而计算出飞行路线并自动飞行。Kespry没有详细介绍他们使用的激光雷达传感器。总体而言,如果您需要完整解决方案的商用无人机,则值得一看的是Kespry 2.0。

3、DJI Mavic 2 Pro和Mavic 2 Zoom障碍物感应无人机

2018年8月23日发布的全新Mavic 2 Pro和Mavic 2 Zoom可以感知6个方向的物体。Mavic 2四轴飞行器被称为全方位障碍物感应,可以感应其左,右,上,下,前进和后退的物体。

现在,您会认为在所有6个侧面都具有障碍物感应功能将为您提供完整的感应功能。不是这种情况。全向障碍物感应无法完全覆盖四轴飞行器的整个360度圆周弧。但是,它无疑是市场上最好的障碍物感应无人机。有多旋翼无人机,其成本要高出10倍,而且没有全方位感知障碍物。

(1)Mavic 2障碍物感应的工作原理

Mavic 2 Pro和Mavic 2 Zoom具有前进,后退,向下和横向视觉传感器,包括向上和向下的红外传感器。只要光线充足,这些都可以提供全方位的障碍物检测。向前,向后和向下视觉系统的主要组件是六个摄像头传感器,分别位于Mavic 2 Pro和Mavic 2 Zoom的鼻子,后端和下侧。侧面视觉系统由2个摄像头组成,Mavic 2四轴飞行器的每一侧都有一个摄像头。向上和向下红外传感系统的主要组件是位于Mavic 2无人机顶部和底部的2 x 3D红外模块。向下视觉系统和红外感应系统使Mavic 2保持当前位置并非常精确地悬停在适当位置。视觉和红外感应系统使Mavic 2可以在室内或无法获得GPS信号的其他区域飞行。

(2)Mavic 2底部辅助灯

Mavic 2底部的辅助灯可在光线不足的情况下改善下视系统的视野。

(3)关于Mavic 2障碍物感应系统的注意事项

视觉和红外感应系统无法正常工作或无法正常工作的原因和环境有很多。例如,视觉传感器不会在黑暗或光线不足的情况下感知。反射或透明的表面也会对视觉和红外传感器造成困难。这不仅适用于Mavic 2,还适用于所有视觉系统。

(4)DJI Mavic 2 APAS系统

Mavic 2 Pro和Mavic 2 Zoom具有高级飞行员辅助系统(APAS)。Mavic 2 APAS系统使用户可以向前和向后飞行,从而避免物体前后的障碍物。APAS将规划一条适当的飞行路线,以自动避开这些障碍。

(5)Mavic 2 APAS功能

Mavic 2 APAS功能在使用智能飞行模式时会自动禁用,并在退出智能飞行模式后恢复。

仅在向前和向后飞行时才可用。它不适用于侧向飞行。

如果Mavic 2无人机无法避开障碍物,它将徘徊在原地。

APAS可能在水或雪上无法正常运行。

Mavic 2 APAS在非常黑暗(

APAS在禁飞区或飞行限制中无法正常运行。

您可以在顶部Mavic 2 Pro和Zoom上进一步阅读。这个Mavic 2文章包括简短的评论,规格和出色的Mavic 2捆绑交易。

4、 DJI Mavic避障无人机

仅在2018年1月发布的新Mavic Air可以感知3个方向的物体。但是,其前向和后向视觉系统比其他无人机更智能。大多数无人机只会在感知到前方物体时才会悬停。Mavic Air能够重新计算并实际上绕障碍物飞行。只有ii无法重新映射障碍物周围的路线时,它才会悬停。

DJI Mavic Air具有前进,后退和向下视觉系统,可不断扫描前方,后方和下方的障碍物。向前和向后视觉系统使Mavic Air可以通过绕障碍物飞行或悬停在前方来避免碰撞。

FlightAutonomy 2.0是DJIMavic Air传感器,算法和高级VIO技术集成系统的名称。这款FlightAutonomy能让Mavic Air感知周围环境,并根据感知采取行动。

一般而言,VIO或视觉惯性里程表技术融合了来自摄像头和惯性传感器(特别是IMU,陀螺仪和加速度计)的信息,从而无需依靠卫星导航系统即可准确估算设备位置。

(1)Mavic空气避障传感器

DJI Mavic Air在其强大的传感器系统FlightAutonomy 2.0中使用了先进的VIO技术。它由一个主要的万向摄像机,向前,向后,向下的双视觉传感器,向下的红外传感系统,IMU冗余和一组计算核心处理器组成。

这些传感器一起收集来自周围环境的信息,并将其传输到高性能处理器,以实现更精确的悬停和更好的飞行性能。

下视系统可帮助Mavic Air保持其当前位置。它可以非常精确地悬停在适当的位置。Mavic空中向下视觉系统还允许四轴飞行器在没有GPS信号的室内或其他环境中飞行。

Downward Vision System的主要硬件组件是2个摄像机和一个3D红外模块。

(2)Mavic Air APAS系统

Mavic Air具有先进的先进飞行员辅助系统(APAS)技术。当您使用遥控器飞行时,Mavic Air APAS系统将使四轴飞行器能够绕过其前方的障碍物。

换句话说,当您向前飞行时,Mavic Air会不断扫描周围的环境以寻找潜在的障碍物。如果Mavic Air侦测到物体或障碍物,它将不停地计算绕过障碍物的安全路径。这是DJI其他无人机,Mavic Pro或Spark所没有的全新技术。

如果无法计算或找不到安全路径,它将停止并悬停在适当位置。

5、DJI Mavic Pro避障无人机

使用的障碍物检测传感器的类型;

视觉传感器。

超声波传感器。

这款易于驾驶Mavic无人机的高科技产品具有两个方向的障碍物检测和碰撞功能。它将这些传感器,其主摄像头和复杂的算法融合到名为FlightAutonomy的系统中,以进行障碍物检测和避让。FlightAutonomy由7个组件组成,包括5个摄像头(前后双视传感器和主摄像头),双频卫星定位(GPS和GLONASS),2个超声波测距仪,冗余传感器以及一组24个功能强大的专用计算核心。随着Mavic的飞行,双向前和向下视觉传感器通过从所有四个摄像头拍摄照片并使用该信息创建一个3D地图来准确地指示障碍物的位置,从而测量自身与障碍物之间的距离。

双向前和向下视觉传感器需要可见光才能起作用,在强光下可以看到前方49英尺(15米)的距离。Mavic的“地形跟随”功能使用车载超声系统及其朝下的摄像头收集的高度信息,即使地面移动,也可以使您在地面上相同的高度飞行。超声波传感器和视觉传感器都需要在室内飞行或没有GPS信号。超声波和视觉传感器还用于超平滑的悬停和着陆。

6、DJI Phantom 4 Pro避障无人机

Phantom 4 Pro是一款真正出色的无人机。它具有出色的4k摄像头,并且飞行超级稳定。实际上,我最近观看了一个录像带,其中一个螺旋桨被切断,并且飞行仍然非常稳定。Phantom 4 Pro还具有以下多种自动智能飞行模式,使拍摄变得更加轻松。

活动轨道(轮廓,聚光灯,圆形)。

航点。

TapFly。

地形追踪模式。

三脚架模式。

手势模式。

S模式(运动)。

P模式(位置)。

A模式(态度)。

初学者模式。

课程锁定。

回家锁。

避障。

(1)Phantom 4 Pro避免碰撞

Phantom 4 Pro使用以下类型的传感器具有5个方向的障碍物感测和4个方向的避障方向;

立体视觉。

红外系统。

DJI将上述传感器融合在一个称为FlightAutonomy的系统中。FlightAutonomy除了在前面放置一对传感器以及在左右两侧放置红外感应系统之外,还使用放置在后面的高分辨率立体视觉传感器。Phantom 4 Pro使用6相机导航系统。三套双视觉传感器组成一个6摄像头导航系统,该系统持续工作以计算Phantom 4与物体之间的相对速度和距离。通过前,后,后视传感器网络,Phantom 4 Pro可以在室内起飞,在阳台上或什至以最小的驾驶员控制通过窗户飞行时,无需GPS即可精确地悬停在适当的位置。Phantom 4 Pro能够在复杂的环境中以高达31 mph(50 km / h)的飞行速度飞行,同时避免障碍物通过。在窄感模式下,Phantom 4 Pro缩小了感测范围,使其能够更详细地看到并飞过狭小的空间。

(2)用于智能飞行模式的视觉传感器

同样,DJI使用Phantom 4视觉传感器不仅仅是为了避免碰撞。传感器用于在其自动飞行模式中跟踪和跟踪物体和人员。Phantom 4是许多专业人士的不二之选,可用于多种用途,例如检查,3D成像以及专业电影制作和摄影。它的价格也很有竞争力。还有许多Phantom 4 Pro捆绑包提供。

7、Walkera Vitus防撞无人机

新型Walkera Vitus折叠式无人机飞行超级稳定,并拍摄了出色的4k高清晰度视频和12兆像素的静止图像。它易于携带且非常容易飞行。Walkera始终将大量技术融入其无人机中。

Walkera Vitus防撞系统

Vitus具有3个避障方向,以及用于精确悬停的传感器。它使用的传感器如下:

飞行时间传感器。

红外传感器。

3个高精度ToF传感器使Vitus能够在3个方向(前,左,右)中检测距离16英尺(5米)的障碍物。

Vitus底部的红外传感器以及光学流量摄像头以每秒50帧的速度拍摄图像,以进行定位和精确悬停。这种红外传感器可以在没有卫星信号的情况下在室内飞行。

8、Walkera Voyager 5防撞无人机

Voyager 5是Walkera的最新专业和商用无人机,直到2018年初才发布。我对Walkera的喜爱在于,他们确实在无人机中尽可能多地进行了创新。

该四轴飞行器旅行者5集成了许多飞行安全系统,包括双IMU,双指南针,双GPS系统,以使其更可靠,更安全。

Voyager 5具有新设计的3轴无刷万向架,可以使镜头更加稳定。它采用了先进的减震万向架技术,可以极大地减少飞行过程中的振动和运动,即使在放大焦距之后,相机也可以捕捉稳定的和流畅的镜头。

Voyager 5有3个摄像头选项,如下所示;

30倍光学变焦镜头。

红外热像仪。

微光夜视摄像机。

Voyager 5防撞技术

Voyager 5具有前后碰撞避免技术。

面向前方的红外避障模块,高度计和光流定位模块,使Voyager 5在飞行时能够更好地定位和感知障碍物,从而大大降低了坠机风险。

Voyager 5可以以30°水平和±30°垂直视场检测到前方最多16英尺(5米)的障碍物。

Voyager 5上的向下视觉传感器可在不到10英尺(3米)的高度上工作。表面应具有丰富的图案,并且照明应足够。

9、Yuneec H / H Plus防撞无人机

这款Yuneec台风H和最新的台风H Plus无人机使用Intel实感技术检测并绕过障碍物。它使用带有英特尔原子供电模块的英特尔®实感™R200相机来构建世界3D模型,以阻止台风H飞入障碍物。它使用以下传感器;

红外激光摄像机传感器

声纳传感器

该RealSense技术能够记住其环境,从而进一步增强了防止可能发生的碰撞的能力。台风H避撞系统不是反动的。如果它一次避开障碍物,它将记住障碍物的位置并在下次自动知道要避开障碍物。

英特尔实感红外激光摄像头向要飞行的场景发出红外光。基于场景中物体引起的图案位移,它可以计算物体与相机的距离。这种计算深度的方法通常称为结构光,这就是其他3D相机(如原始Kinect作品)的方式。

智能的前声纳传感器可使Typhoon H自动停止障碍物,从而确保获得更安全,无压力的飞行体验。例如,如果障碍物像悬崖一样太大而无法避开,则声纳传感器将把台风H停在悬崖前。

跟随我模式下的避障

在“跟随我”模式下,RealSense胶片可以全方位确保与物体的碰撞。带有英特尔®凌动™供电模块的英特尔®实感™R200摄像机构建了一个3D模型,使您可以专注于主题,而不必担心会飞入障碍物。

10、DJI Matrice 200防撞无人机

在道指矩阵的计算200是从DJI最新的商业无人机,有许多用途,包括电源线,桥,手机信号塔等,这是非常适应,并且可以携带Zenmuse X4S,X5S,Z30和XT相机的检查。

它还可以在四轴飞行器顶部携带一个摄像头,在Matrice 200之下携带2个摄像头。因此,您需要在无人机下方安装Zenmuse Z30变焦摄像头和热成像摄像头。

Matrice 200具有许多用于故障安全冗余的双系统,例如双电池,卫星导航,IMU和IP43保护。它还具有许多智能飞行模式,例如兴趣点和ActiveTrack。

DJI M200障碍物检测与防撞

为了检测障碍物和避免碰撞,DJI Matrice M200结合了以下各种传感器:

飞行时间激光传感器。

立体视觉传感器。

超声波传感器。

朝上的飞行时间激光传感器相机可识别上方的物体。Matrice 200使用立体视觉传感器检测前方物体。它还在下面同时使用了“立体视觉”和“超声波”传感器。

视觉系统在正面和底部由3个立体视觉传感器和2个超声传感器组成。

Matrice 200顶部有2个飞行时间红外激光传感器。

整个视觉系统会不断扫描障碍物,使Matrice 200能够越过,绕过或悬停在障碍物前方。

11、DJI Inspire 2防撞无人机

该DJI启发2是一个梦想的专业制片人和摄影师成真,因为它支持许多功能,苛刻的空中摄像师要求,包括双操作员控制和亲级视频压缩。

Inspire 2增加了一些功能,通过IMU和气压计等关键模块的双重冗余来提高其可靠性。智能飞行控制系统监视冗余系统,从而为其提供准确的飞行数据。

为了使拍摄更加轻松,Inspire 2具有以下智能飞行模式。

Spotlight Pro。

配置文件模式。

三脚架模式。

广播。

快速旋转。

TapFly。

ActiveTrack。

所有这些智能飞行模式使Inspire 2非常容易飞行,并使飞行员能够集中精力进行复杂,生动的拍摄。

Inspire 2制作的电影质量将使好莱坞制片人感到自豪。集成到Inspire 2中的是全新的CineCore 2.1图像处理系统,能够在CinemaDNG中录制5.2和6k视频,在Apple ProRes中录制5.2k视频等等。CineCore 2.1内置在飞机机头中,可与通过专用万向接头端口连接的任何摄像机配合使用。

Inspire 2是制作好莱坞品质电影所需的唯一无人机。它带有地面万向节,因此您可以使用Inspire 2拍摄100%的电影或纪录片。实际上,Inspire 2拍摄了名为The Circle的电影100%。这些电影的质量令人惊叹。

DJI Inspire 2避障系统

Inspire 2在其视觉和红外感应系统中使用以下传感器来感应和避开障碍物;

立体视觉传感器。

超声波传感器。

红外传感器。

视觉系统的主要组件位于Inspire 2的正面和底部,其中包括2个立体视觉传感器和2个超声传感器。

红外感应系统在Inspire 2的顶部由2个红外模块组成。

向前和向下的视觉系统使Inspire 2能够检测到前方98英尺(30米)以内的障碍物,从而以25°的可控姿态角以34 mph(54 km / h)的速度进行保护飞行。

朝上的红外传感器可扫描上方16英尺(5米)的障碍物,在封闭空间中飞行时可提供更多保护。障碍物感应系统在正常飞行,“返航”和所有智能飞行模式下均处于活动状态。

DJI Inspire 2是我们所有人梦of以求的无人机。您可以在DJI Inspire 2评测中阅读有关Inspire 2出色功能的更多信息。

下面是一个漂亮的图形,显示了DJI视觉系统传感器在Inspire 2上的位置。

12、Autel Evo障碍物检测

Autel Evo航拍无人机是一种非常容易飞行的四轴飞行器,即使在室内或低空也是如此。EVO的飞行时间长达30分钟,视频范围为4.3英里(7公里)。 借助动态跟踪,避障和3D映射技术,EVO十分重视安全性和稳定性。 EVO包含一个遥控器,该遥控器具有3.3英寸的OLED屏幕,可为您提供重要的航班信息或实时720p HD视频供稿,使您无需移动设备即可查看摄像机视图。

Autel Evo障碍物检测和避免碰撞

在前端使用两个摄像头,可实现双目视觉EVO可以创建3D环境,并对障碍物做出反应。智能算法会在自动飞行过程中不断运行,为围绕障碍物的路径规划做出长远决策。

在EVO的底部,两个超声波传感器与另外两个计算机视觉摄像头配对,有助于保护飞机免于降落在不平坦的表面上。使用精确着陆功能,EVO底部的摄像机将捕获参考图像,并在返回家中时使用它们,从而在着陆过程中提供精确的精度。

在飞机的后部,EVO配备了近红外传感器,可以在自动向后飞行时为您提供保护。

Autel Evo空中无人机相机规格

Autel Evo在3轴稳定万向架上配备了功能强大的航拍摄像机,该摄像机以4k分辨率记录视频,每秒高达60帧,并以H.264或H.265编解码器记录的速度高达100 mbps。使用实物玻璃光学元件,EVO可以捕获12兆像素的惊人航拍照片,并具有广泛的动态范围,可提供更多细节和色彩。

分辨率:4k / 12 MP摄像机。

视野:94°

视频:60 FPS视频。

传感器:Sony CMOS 1 / 2.3“传感器。

光圈:F2.8。

图像处理器:Ambarella H2。

支持的SD卡类型:微型SD卡,最大128 GB的Class 10。

文件格式:照片:JPG,RAW,JPG + RAW。

Autel Evo航拍模式:

单发。

自动包围曝光– 3/5。

连拍– 3/5/7/14。

时间流逝– 2/5/7/10/20/30/60。

Autel Evo视频分辨率

4k 3840 x 2160。

4k + 4096 x 2160。

2.7k 2720 x 1530。

1080P 1920 x 1080。

720P 1280 x 720。

视频帧速率:240 FPS,60 FPS,48 FPS,30 FPS和24 FPS。

尚未完成,这是Autel Evo四旋翼飞机的发布。毫无疑问,这是一款出色的障碍物检测四轴飞行器。

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