我們在 CES 迎來 Yuneec 的黑級雙目自動避障技術(shù)之后，這回我們在大疆 Phantom 4 的發(fā)布會里，再次迎來第二顆黑級沖擊：基于“雙目避障”的視覺追蹤技術(shù)。然而，為什么大疆的 Phantom 4 和 Yuneec 的 Typhoon H，可以像有生命的一樣自動回避障礙物?

　　原因是：它們都有一雙眼睛。

　　什么是“雙目”?

　　視覺是一種基于 2D 的感知，我們在 2D 畫面下只能知道長度和闊度，但是不能感知深度和距離，但生物能判別深度和距離，是因為我們不單只有一只眼睛，而是有“一雙”眼睛。我們可以透過眼睛的左右距離，與觀察的對像產(chǎn)生視差(Parallax)，藉此獲得深度和距離的信息。

　　大家不妨試試：把手指放在眼前，分別采用單眼及雙眼方式盯著，然后把手指往前/后移動。如果你單著眼看，你只能透過手指的大小和焦距來判定它的大約位置;但當(dāng)你使用雙眼盯著，才能準(zhǔn)確地估算你的手指離你多遠。從此可見，對于人類來說，“一雙眼睛”是我們由 2D 世界進化至 3D 世界的關(guān)鍵，我們會稱這種效果為“立體視覺” (Stereopsis)以及“雙目視覺” (Binocular vision)。

　　同樣地，對于科技界別來說也是一樣：在天文學(xué)或測量學(xué)上的三角測量術(shù) (Triangulation)(上圖)，其方法很類似生物使用雙目測距。同樣地，下圖是大疆無人機的設(shè)計，在起降架的上方各有一只眼睛，無人機就能透過這一雙眼睛，利用三角測量法來判定對像的遠近。

　　何以要用雙目?

　　無人機發(fā)展多年，早就能透過 GPS 判定無人機在平面上的位置 ，藉此進行定點懸停。但是，如何讓無人機感知距離，回避障礙，一直都是個很大的難題。

　　我們最早的測距方式其實有點像倒車?yán)走_，透過類似蝙蝠的“聽覺”，向測距對像射出電波，感知反射后判定物件的方向和位置。法國無人機公司 Parrot 旗下的 AR.Drone 無人機，最早就透過超聲波方式往下方測距，讓無人機能固定在同一高度上飛行;而零度無人機的探索者第二代 (XIRO Xplorer 2) 則采用特殊紅外線方式 360 度測距(下圖)，藉此回避障礙物。然而，雷達式測距的最大限制是：它需要先發(fā)射電波，然后偵察電波反射;在續(xù)航力和電波發(fā)射功率的限制下，很難進行長距離的測距：例如 Parrot Bebop Drone 的超聲波定高，最高距離只有 8 米，而零度探索者 2 的最大回避半徑，則只有 6 米。

　　但透過雙目感應(yīng)器，只要在光線良好的環(huán)境下，它的自動避障距離比雷達式避障要遠得多：大疆的雙目感應(yīng)器可以判斷最遠約 15 米的障礙，比 Parrot Bebop Drone 遠了接近一倍。

　　智能的眼睛

　　由于雙目感應(yīng)器有更廣闊的距離判定能力，讓它能提供更智能的飛行方式。

　　大疆 Phantom 4 或是 Yuneec Typhoon H 這種采用雙目感應(yīng)器的無人機，能在飛行時同時取得長、闊、深的數(shù)據(jù)，瞬間進行基本的 3D 建模，從而讓無人機回避的同時，即時重新規(guī)劃最優(yōu)的飛行路線，繞過障礙(下圖，圖片來自大疆官網(wǎng));而不是像超聲波避障一樣只能直接停下來。除此之外，由于無人機的整個飛行路線都能基于視覺來調(diào)整——用人話來說，就是你可以直接用畫面來控制你的飛行路線，故此，我們現(xiàn)在可以直接以最最最直觀的圖像方式來控?zé)o人機：大疆的 Phantom 4 里的“視覺追蹤”和“指點飛行”，就是透過雙目感應(yīng)器來增強可靠性。雖然說目前有部份無人機也實現(xiàn)了視覺操控和追蹤的能力，但操控的準(zhǔn)確度與敏捷度，并不能與擁有雙目感應(yīng)器的無人機相比。

　　誠然，雙目避障雖然是黑級科技，但算不上是什么新玩意，大疆其實只是沿用了他們原有的 Guidance 技術(shù)。大家一直不能在消費級無人機上使用雙目避障，其主因是雙目避障也是把雙刃劍，它有其優(yōu)勢，但同時亦有其限制。

　　雙目的限制

　　雙目避障的最大問題是：它需要進行大量的圖像分析，而圖像分析往往需要大量的計算機資源來運算，所以它對于無人機的大腦--“飛行控制器”(簡稱“飛控”)的運算速度有不低的要求，這也是高通 (Qualcomm) 和英特爾 (Intel)這兩家處理器巨頭，為甚么能藉著強大的運算能力而跨界插足無人機范疇。而且，亦由于雙目避障需要大量的運算，導(dǎo)致增加了耗電量，這也是大疆本來就掌握了是 360 度雙目避障技術(shù)，但最后 Phantom 4 卻只采用前向避障的最大原因。

　　雙目避障除了是對處理器和續(xù)航力有要求之外，它也直接增加無人機的生產(chǎn)成本。在電腦或手機界別，英特爾和高通的高速芯片售價不菲，而且雙目感應(yīng)器和它的一堆配套也需要額外購買，成本難免上升;例如 Yuneec Typhoon H 售價就高達 1799 美元(上圖)，比起他們上一代旗艦 Q500 的 1299 美元貴了不少;而零度無人機亦明確表示他們在與大疆其實在雙目避障上是同時起步，在技術(shù)有亦有所儲備，但 XIRO Xplorer 2 暫時采用雷達方式避障，只是成本和產(chǎn)品迭代上的考量。

　　在目前無人機陷于價格戰(zhàn)的環(huán)境下，雙目避障未必就是個最佳的選擇。

　　無人機的新視覺

　　無論雙目避障的限制有多大，它已經(jīng)成為目前無人機界別的最主要的創(chuàng)新空間。而且，我先前經(jīng)常強調(diào)：無人機的門檻很低，要造無人機并不困難;但是，雙目避障在技術(shù)上、在成本上，也很可能成為無人機巨頭與后來者之間的一個巨大門檻。

　　好吧，來到這個地步，真的不要說無人機是“高級遙控飛機”了(笑)。