兰心小课堂之飞行器避障功能介绍
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发表于2022-11-18
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兰心小课堂又开讲啦！小伙伴们都知道大部分DJI飞行器都拥有避障功能，本期小课堂兰心就带大家来探索一下飞行器的避障功能，教大家详细了解避障的基本原理、避障功能使用以及相关的注意事项。希望大家学习完本次小课堂之后，都能正确应用避障功能，减少飞行意外风险
避障的基本原理 飞行器的自主避障功能让我们飞行安全加多一层保障，那飞行器到底是如何实现避障的呢？目前DJI飞行器主要是通过三个感知系统来实现避障的，分别是视觉感知系统、红外感知系统以及超声波感知系统，兰心接下来就分别为大家简单介绍这三个系统的工作原理。
视觉感知系统：通过一组摄像头来模拟人类视觉，从两个点观察一个物体,以获取在不同视角下的图像，并根据图像之间像素的匹配关系，测量计算从而得出物体的三维信息。
红外感知系统：通过发射红外线并接收反射后红外线信号，通过三角测量原理来测算物体距离的方式。
超声波感知系统：通过发射与接收超声波信号的时间差，来测算物体距离。
*现阶段超声波感知系统应用较少，主流飞行器主要应用视觉和红外感知系统。
**具体传感器模组因产品型号不同而有所差异。
看到这里，小伙伴们肯定会很好奇自己的飞行器拥有哪些感知系统，可以参考如下兰心整理的表格查询哦~
避障功能使用 了解清楚感知系统的技术原理后，我们便能更好地使用视觉感知功能来保障飞行安全。在这里，兰心以DJI Mavic 3为例来教大家如何使用避障功能。
一般飞行器避障功能在默认情况下是开启状态的，但即便如此，每次起飞前还是要进一步确认一下哦。飞行器的避障行为有两种，分别是绕行和刹停，小伙伴们是可以自行设置的，设置路径（以DJI Fly为例）：DJI FLY-系统菜单-安全-避障行为，如下图所示。 
避障行为--绕行：当飞行器检测到障碍物后，会自动规划路线绕开。如果实在无法绕开，那么就会进入悬停状态；
避障行为--刹停：当飞行器检测到障碍物后，会自动悬停，等待下一步指令；
避障行为--关闭：手动打杆飞行时，飞行器不会进行障碍物躲避。
除了避障行为，我们还要需要了解一下绕行安全程度，绕行安全程度有标准和激进两种模式。
绕行安全程度--标准:飞行器会尽可能与障碍物保持安全距离，此模式下飞行器飞行会比较稳妥；
绕行安全程度--激进：相较于标准模式，激进模式下绕行速度更快，飞行航线更加平滑，避障距离更近，以减少避障对运镜的影响。与此同时，接触碰撞障碍物的风险将增加，请谨慎操作。
小伙伴们可以根据拍摄环境和实际的拍摄需求选择对应模式，如果没有特殊需求，一般标准模式就可以满足我们日常使用。
雷达图也是一项有助于安全飞行的显示，可以实时提醒我们飞行器周边障碍物的情况，根据飞行器和障碍物之间的距离，雷达图会在橙色（障碍物距离2 - 5m ）和红色（障碍物距离0 - 2m）之间切换，超过5米，雷达图不会显示。兰心建议小伙伴们将其开启哦。
将所有必要的功能选项开启之后，我们应该如何确认避障功能已经生效了呢？可以通过如下避障图示来进一步了解哦。
左右弧形表示左、右视觉系统状态；
上下弧形表示前、后视觉系统状态；
右边箭头表示上、下视觉系统状态；
白色为正常，红色为关闭/异常。关闭时无法感知障碍物。
需要提醒大家的是，市面上在售的DJI消费级飞行器，下视视觉系统是起感知作用，测量高度和识别地形，主要作用是辅助飞手在操控飞行器降落时选择最佳降落地点，而不是传统意义上的避障。
*以上是以DJI Mavic 3 为例，不同机型因所支持感知系统不同，所以APP端避障图示会有所区别。
注意事项 初步学习完避障原理及功能使用之后，大家是不是迫不及待想要去试试了呢？且慢，避障功能并不是万能的，需要在特定的条件下才能生效哦，下面兰心来为大家详细讲讲注意事项吧。
影响视觉感觉系统工作的因素：
光照环境：模拟人类视觉的双目视觉感知系统，需满足适宜的光照条件。在光线不足（光照小于10 lux）或光线过强（光照大于40000 lux）的环境下，同样无法看清物体。
物体限制：由于双目视觉系统是通过比对物体的图像信息来计算位置。因此，在使用视觉感知时，观测物需具备清晰、可辨认的纹理特征。对于细小(如风筝线、电线、细小树枝)、透明(水面、玻璃)、纯色(纯白、纯黑等)、强反光以及纹理重复度高的物体，视觉系统可能无法正常辨识。
距离及速度：视觉感知系统通过传感器获取环境数据，观测范围存在角度和距离限制。不同型号飞行器的观测范围不一样，下图所示是以DJI Mavic 3 为例，其他型号的飞行器观测范围均可在说明书查询哦。当物体处于视觉盲区或距离过近/远时，也可能影响视觉系统的正常工作。此外，当飞行速度过快时，会导致视觉系统无法看清障碍物，无法准确判断具体障碍物，同时飞行器倾角也会变大，导致障碍物处于视觉系统盲区，从而避障失败，这也是为什么S档(运动)模式下无法使用避障功能的原因。
影响红外及超声波感知系统工作的因素：
由于红外及超声波模块是通过接受反射信号来测算距离的，因此，一些可以吸收红外线或超声波的物体也会影响感知系统的正常工作，例如毛毯、楼梯、水面等。
除了以上需要注意的因素外，飞行器在一些特定的智能模式下，避障是不生效的哦，兰心根据热门的机型做了一个表格，小伙伴们可以自行查找。
飞行器在持续不断为我们捕捉精彩瞬间的时候，感知系统也是会感觉到疲惫的哦。当感知系统有异常时，一般会有APP弹窗提示。兰心简单总结主要分为以下两种：
1. App 提示飞行次数过多，需要对飞行器进行校准。那么我们可以使用 DJI Assistant 2 调参软件或 App 进行校准，具体操作方法可以戳→飞行器视觉校准操作指南
2.App 提示“XX 视觉系统异常”（如前视视觉系统异常），并附有故障代码，或提示您联系售后。这种情况也可以尝试进行视觉校准，如果多次校准均失败，可以点击 此处自助登记维修案例，将飞行器寄回DJI大疆官方维修中心，做进一步检测。
飞行器的视觉定位模块保修期是12个月，在保修期内如果出现非人为导致的损坏或者异常，是可以享受免费保修服务的哦。如果是已经超过保修期，也不用太过于担心，对于保修期外的产品我们也会继续提供服务，并基于实际维修成本收取适当的维修费用。
最后，再次有请DJI产品应用创作大使-暮云同学将精心制作的飞行器避障功能视频分享给大家！也非常感谢小伙伴们的耐心阅读，在畅快爽飞之时，要记得兰心始终在为大家保驾护航哦。如果还有其他想要了解的飞行知识，可以在下方评论留言，也许兰心的下一篇科普文就是您期待的内容。 
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