此前，小編在《無人機(jī)避障的三重境界》中提過幾種避障原理和各自的優(yōu)劣勢，在文末，還提出了當(dāng)前的消費級無人機(jī)廠商尚在第一重境界——感知障礙物中打拼。（忘記的請翻閱《無人機(jī)避障的三重境界》）那么究竟行業(yè)級的無人機(jī)避障又到了哪重境界?真正適合田間植保的的無人機(jī)避障方法有哪些?大家的優(yōu)劣勢有哪些?
目前使用在避障方面應(yīng)用比較常見的傳感器類型有雷達(dá)測距、雙目視覺、激光測距、超聲波測距等。植保無人機(jī)受復(fù)雜的農(nóng)田環(huán)境影響，避障難度系數(shù)大大增加，應(yīng)用場景也十分不同。
從原理上選擇避障系統(tǒng)
常見的雷達(dá)測距、激光測距和超聲波測距均使用距離傳感器，其工作原理主要依靠自身發(fā)射電磁波或者激光、聲波反射到前方障礙物，測量回波時間差來確定距離。被探測物體的材質(zhì)不同所反射回來的回波強(qiáng)弱也有很大差異性。
視覺避障工作原理是通過圖像的差異計算每個點的距離，跟人眼距離感原理相同。但是算法比較復(fù)雜，而且要做好圖像處理，對于處理器的性能和優(yōu)秀的算法要求比較高。
一般的紅外感知都是采用三角測距的原理。紅外發(fā)射器按照一定角度發(fā)射紅外光束，遇到物體之后，光反射回來。CCD檢測到反射光之后，通過結(jié)構(gòu)上的幾何三角關(guān)系，就可以計算出物體距離。
但是對于植保無人機(jī)來說，使用其他的避障方式卻不如雷達(dá)波測距的避障方式優(yōu)秀。就常見的視覺避障來說，實際作業(yè)時，農(nóng)田環(huán)境常常有飛揚的塵土、機(jī)身有飛灑的藥液，它們遮擋住視覺系統(tǒng)后，會嚴(yán)重影響視覺避障系統(tǒng)的功能，導(dǎo)致意外發(fā)生。因此，視覺避障并不太適應(yīng)農(nóng)田環(huán)境，雷達(dá)波卻是可以完美應(yīng)對，屬于目前較好的選擇。
適應(yīng)農(nóng)田的避障精度要求
植保無人機(jī)在農(nóng)田作業(yè)飛行的時候通常離地高度只有1-5米，這意味著它們將面臨更多的障礙物。例如農(nóng)田中間長出的小樹，田地中架設(shè)的電線桿和電線，還有電線桿斜拉線。由于斜拉線通常只有2-3厘米直徑，距離稍微遠(yuǎn)一點肉眼就難以發(fā)現(xiàn)，對植保無人機(jī)來說它是特別的危險，所以植保無人機(jī)對避障系統(tǒng)的性能要求非常高，有些避障系統(tǒng)精度較低的卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足植保機(jī)避障要求。
探討避障方法
現(xiàn)在我們來談?wù)劚苷戏椒?，探測到障礙物以后，有三種常見的避障處理方法：原地暫停待命、規(guī)劃行進(jìn)路線繞障和自主繞障。
原地暫停待命是最基本的處理方式，比較簡單安全，而遇到大障礙時也必須這么做。規(guī)劃繞障需要在作業(yè)前探勘好障礙物，在飛行航線中設(shè)置好避障路線。規(guī)劃避障適用于小障礙，這種方法經(jīng)濟(jì)簡單而且可靠性高，需要人參與日常勘測。自主繞障則需要機(jī)器有規(guī)避算法，在機(jī)器上重新生成路線，但是重新生成后還要面臨新的問題，比如該繞多遠(yuǎn)、遇到新的障礙往哪里避讓等等問題。
冗余的避障動作影響效率
航線飛行中自動規(guī)避障礙的動作時，植保機(jī)所做的冗余動作都將成為電池續(xù)航的負(fù)擔(dān)，若途中遇到兩個障礙，所剩電量無法完成返航了。所以自主避障功能還有諸多問題待完善，并沒有實際普及應(yīng)用。
未來，植保無人機(jī)的避障系統(tǒng)可以全方位無死角的探測周邊障礙，能高效精準(zhǔn)的識別各類障礙，為我們的植保無人機(jī)保駕護(hù)航。同時避障系統(tǒng)還能高度集成、模塊化、防護(hù)等級高、易于維護(hù)才能更好的適應(yīng)農(nóng)田。
在植保無人機(jī)越來越熱的時代，植保機(jī)避障還需要更智能，更強(qiáng)勁的性能和大量的實踐才能甄選出更優(yōu)秀的植保無人機(jī)避障系統(tǒng)。
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