雙目立體視覺(jué)猶如3D電影（左右眼看到的場(chǎng)景略有差異），能夠直接給人帶來(lái)強(qiáng)烈的空間臨場(chǎng)感。類(lèi)比機(jī)器視覺(jué)，從單個(gè)攝像頭升級(jí)到兩個(gè)攝像頭，即立體視覺(jué)（Stereo Vision）能夠直接提供第三個(gè)維度的信息，即景深（depth），能夠更為簡(jiǎn)單的獲取到三維信息。雙目視覺(jué)最常見(jiàn)的例子就是我們的雙眼：我們之所以能夠準(zhǔn)確的拿起面前的杯子、判斷汽車(chē)的遠(yuǎn)近，都是因?yàn)殡p眼的雙目立體視覺(jué)，而3D電影、VR眼鏡的發(fā)明，也都是雙目視覺(jué)的應(yīng)用。

雙目視覺(jué)的基本原理是利用兩個(gè)平行的攝像頭進(jìn)行拍攝，然后根據(jù)兩幅圖像之間的差異（視差），利用一系列復(fù)雜的算法計(jì)算出特定點(diǎn)的距離，當(dāng)數(shù)據(jù)足夠時(shí)還能生成深度圖。

為什么雙目視覺(jué)能夠在無(wú)人機(jī)應(yīng)用中脫穎而出？

其實(shí)，各個(gè)避障技術(shù)在無(wú)人機(jī)上都有用武之地，只是應(yīng)用場(chǎng)景有所不同，特別對(duì)于前視避障而言，有些技術(shù)就不適用了。

紅外和超聲波技術(shù)，因?yàn)槎夹枰鲃?dòng)發(fā)射光線(xiàn)、聲波，所以對(duì)于反射的物體有要求，比如：紅外線(xiàn)會(huì)被黑色物體吸收，會(huì)穿透透明物體，還會(huì)被其他紅外線(xiàn)干擾；而超聲波會(huì)被海綿等物體吸收，也容易被槳葉氣流干擾。

而且，主動(dòng)式測(cè)距還會(huì)產(chǎn)生兩臺(tái)機(jī)器相互干擾的問(wèn)題。相比之下，雖然雙目視覺(jué)也對(duì)光線(xiàn)有要求，但是對(duì)于反射物的要求要低很多，兩臺(tái)機(jī)器同時(shí)使用也不會(huì)互相干擾，普適性更強(qiáng)。

最重要的是，常見(jiàn)的紅外和超聲波目前都是單點(diǎn)測(cè)距，只能獲得特定方向上的距離數(shù)據(jù)，而雙目視覺(jué)可以在小體積、低功耗的前提下，獲得眼前場(chǎng)景的比較高分辨率的深度圖，這就讓避障功能有了更多的發(fā)展空間，比如避障之后的智能飛行、路徑規(guī)劃等。

激光技術(shù)雖然也能實(shí)現(xiàn)類(lèi)似雙目視覺(jué)的功能，但是受限于技術(shù)發(fā)展，目前的激光元件普遍價(jià)格貴、體積大、功耗高，應(yīng)用在消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)上既不經(jīng)濟(jì)也不實(shí)用。

所以各方比較之下，性?xún)r(jià)比高、原理簡(jiǎn)單、前景廣闊、普遍適用的雙目視覺(jué)就這樣脫穎而出了。

精靈4Pro上的五向避障

精靈4Pro上的五向避障可以說(shuō)是大疆無(wú)人機(jī)避障技術(shù)的集中體現(xiàn)，因此我們以精靈4Pro舉例說(shuō)明。P4P前后的避障都采用了雙目視覺(jué)系統(tǒng)，相比精靈4而言，僅雙目視覺(jué)部分的數(shù)據(jù)量就翻了一倍。向下采用雙目視覺(jué)+超聲波的組合避障，以提高在不同環(huán)境中飛行的穩(wěn)定性和安全性。而飛行器左右的避障則采用了紅外線(xiàn)避障。

視覺(jué)里程計(jì)

值得一提的是，其中下視的雙目運(yùn)用了視覺(jué)里程計(jì)（VO）的技術(shù)。

視覺(jué)里程計(jì)簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是「通過(guò)左右雙目的圖像，反推出視野中物體的三維位置」，所以相比光流+超聲波技術(shù)只能簡(jiǎn)單的測(cè)出速度和高度，視覺(jué)里程計(jì)還能構(gòu)建地面的三維模型，并通過(guò)連續(xù)的圖像，跟蹤自身與環(huán)境的相對(duì)移動(dòng)，估計(jì)出自身的運(yùn)動(dòng)。準(zhǔn)確測(cè)出自身與地面的相對(duì)位置。

雖然視覺(jué)里程計(jì)的數(shù)據(jù)處理量是光流法的數(shù)倍不止，但正是因?yàn)樗囊耄沟镁`4和精靈4Pro在無(wú)GPS的室內(nèi)也能對(duì)自身位置有清晰的掌控，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的懸停并且不會(huì)出現(xiàn)掉高等現(xiàn)象。

有了視覺(jué)里程計(jì)，再結(jié)合前后立體視覺(jué)的地圖重構(gòu)，無(wú)人機(jī)就同時(shí)掌握了障礙物的位置和機(jī)器自身的位置，這時(shí)再驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行繞行就顯得易如反掌了，一個(gè)完整的避障功能就是這么實(shí)現(xiàn)的。

Flight Autonomy系統(tǒng)

精靈4Pro的五向避障并非各自獨(dú)立，前后視的雙目視覺(jué)、下視雙目+超聲波和左右紅外避障共同構(gòu)成了大疆的FlightAutonomy系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)賦予了精靈4Pro對(duì)三維環(huán)境的記憶能力，前后雙目+下視雙目能夠?qū)崟r(shí)對(duì)周?chē)牡匦芜M(jìn)行構(gòu)建和記錄（Mapping），具體而言分為局部地圖（Local Mapping）和全局地圖（Global Mapping）。