6 個在測試 DJI Phantom 4 避障系統前一定要知道的運作要點!

DJI Phantom 4 在全球發表後,引起很多空拍愛好者的關注,Hawk 在之前銷售 DJI Phantom 3 產品時,被很多消費者問到的問題前三名之一,就是這台無人機可以自動避障礙嗎? 特別是在自動返航時,以前的答案當然是 NO!就算是定價 10 萬台幣以上的高階機種 Inspire 系列也一樣。

這次 DJI Phantom 4 主打的功能正是自動避障,讓我們在正式測試前,先來分析一下其避障系統是如何運作的。

DJI Phantom 4 視覺定位系統
DJI Phantom 4 視覺定位系統:2 個超聲波感應器和 4 個光流感應器。

Phantom 4 藉視差分辦障礙物

Phantom 4 這次裝備了五個攝影機,撇開主相機用來空拍先不談,下方兩個攝影機主要是在室內或是部分戶外環境輔助做定位,這次也由原先 Phantom 3 的一個相機 3 米高度改進到目前的 10 米高度都可以工作喔(速度 10m/s 內)。

大家這次比較關注的焦點,還是 Phantom 4 腳架前方的兩個相機,到底他如何避障?敏感度如何?還有實際上如何在 APP 操作?

DJI Phantom 4 機身前方的 2 組偵測鏡頭,正是避障系統的運作關鍵所在。
DJI Phantom 4 機身前方的 2 組偵測鏡頭,正是避障系統的運作關鍵所在。(圖片來源:霍克無人機)

#1. 前方偵測鏡頭

其實 Phantom 4 的前方避障系統,主要原理就是利用腳架前方裝上兩個攝影機,把前方的影像傳回,再藉由飛機內部電腦計算兩個攝影鏡頭的視差,從而即時渲染出周遭環境的 3D 地圖,並演算出障礙物的距離;這個原理如同人類雙眼看到一個物體,藉由左右眼產生視差,在大腦的感知區域上產生 3D 空間與距離的運作原理非常接近。

DJI Phantom 4 機身前方的左右偵測鏡頭,仿如人類雙眼,藉由影像視差來判斷障礙物的遠近。(圖片來源:霍克無人機)
DJI Phantom 4 機身前方的左右偵測鏡頭,仿如人類雙眼,藉由影像視差來判斷障礙物的遠近。(圖片來源:霍克無人機)

#2. 偵測角度

Phantom 4 的雙鏡頭的偵測角度目前並沒有辦法與人的單眼球可以接近 60 至 100 度廣泛,目前原廠公佈的角度是水平 60 度,垂直 30 度(但目前測試版畫面又出現 54 度字樣待澄清),所以當然角度以外的障礙物 Phantom 4 是無法得知的喔!

#3. 偵測距離

對於障礙物的距離,DJI 原廠公布可偵測的距離是 0.7 米至 15 米,環境條件則是表面有豐富紋理,光照條件充足 ( > 15 lux,室內日光燈正常照射環境 )。

所以下面狀況可能是無法工作的:

  • 夜晚或光線昏暗時
  • 白色或單色的整面牆沒有紋理
  • 完全沒有反射的玻璃

這點需要用 Phantom 4 實機再測試,只是要隨時有殉難的準備!

#4. 障礙物定義

距離、角度與環境都有了,那麼偵測距離內的東西什麼才算是障礙物?目前官方規格是佔據偵測畫面超過 500 個像素(Pixels)的物體都是障礙物,一片葉子、一根樹枝、一條繩子、一根電線又如何?不管啦!只管這個物體有沒超過 500 像素,同樣要多測試,不過 Phantom 4 也要有隨時殉職打算!

#5. 飛行速度

有了角度、距離、環境、還有障礙物定義,另外還有的就是速度了。飛行器慢飛、與 Phantom 4 最快的 Sport 模式飛行(時速達 72km 或秒速 20m/s),對於障礙物閃避結果定不相同,如同開快車出車禍機率高也要有準備。(後記:啟動 Sport mode 後,飛行器會傾斜 45 度飛行,以致無法避障喔!愛玩 FPV 競速就準備換零件!)

另外,上文提及的障礙物定義都是指速度零的物體,如果一隻老鷹突然衝出,或是一輛正向衝出的跑車?抱歉!看誰翅膀硬了!

#6. DJI GO APP

這次《DJI Go》如何加入避障礙?主要在《DJI Go》畫面中間下方,多了一個障礙物距離警示與格數,馬達啟動時還會搭配警報音,根據不同角度有綠色黃色與紅色,並以 0.5m 數字為間隔顯示目前障礙物與飛機之距離。

《DJI Go》畫面中間下方,多了一個障礙物距離警示與格數,根據不同角度有綠色黃色與紅色,並以 0.5m 數字為間隔顯示目前障礙物與飛機之距離。
《DJI Go》畫面中間下方,多了一個障礙物距離警示與格數,根據不同角度有綠色黃色與紅色,並以 0.5m 數字為間隔顯示目前障礙物與飛機之距離。(圖片來源:霍克無人機)

原本在《DJI Go》畫面正上方左邊,本來是智能飛行出現的區域,也改為感知設置,可以打開或關閉,並且會說明運作狀況,例如飛行遇到障礙物會自動煞車,自動返航時遇到有障礙物會自動拉高(遇到台北 101 就不敢保證了)還有視角限制與夜晚暗處限制。

《DJI Go》原本在畫面正上方左邊,本來是智能飛行出現的區域,也改為感知設置,可以打開或關閉。
《DJI Go》原本在畫面正上方左邊,本來是智能飛行出現的區域,也改為感知設置,可以打開或關閉。(圖片來源:霍克無人機)

另外,《DJI Go》也可讓你設定當 Phantom 4 遇到障礙物時,是否允許飛機自動往左或是右邊來閃避障礙物,或是在智能跟隨物體時,是否允許飛機倒退飛,畢竟後面沒有長眼睛,如果有就杯具了。

《DJI Go》可讓你設定為當遇到障礙物時,是否允許飛機自動往左或是右邊來閃避障礙物。
《DJI Go》可讓你設定為當遇到障礙物時,是否允許飛機自動往左或是右邊來閃避障礙物。(圖片來源:霍克無人機)

總結:避障系統絕非萬能

避障礙功能絕對是 Phantom 4 此次的最大亮點,但是消費者絕對不要以為,有它就是萬能,忽略了一些基本需要了解的常識與基本飛行技能;大家必須把避障礙當成一項輔助功能而不是萬能,而未來的無人機的大腦與避障系統也肯定會越來越聰明,讓我們期待 Phantom 4 的在台上市與更多相關 Phantom 4 的實測報告。

本文由霍克無人機授權轉載

想第一時間收到無人機的最新情報?立即加入我們的Facebook粉絲團吧!
想要看更多像這樣的無人機新聞?訂閱我們的電子報!



 

作者:霍克

從事行動裝置與智能手機產業超過 18 年,在台灣電子五哥中經歷過三哥洗練,對於無人機深深著迷而投入無人機產業,包含無人機新聞、無人機新品評測與未來無人機相關應用與服務;目前積極營運霍克無人機網站,為少數臺灣專門經營無人機社群之專業網站 HawkDroneClub.com。

 

作者:霍克

從事行動裝置與智能手機產業超過 18 年,在台灣電子五哥中經歷過三哥洗練,對於無人機深深著迷而投入無人機產業,包含無人機新聞、無人機新品評測與未來無人機相關應用與服務;目前積極營運霍克無人機網站,為少數臺灣專門經營無人機社群之專業網站 HawkDroneClub.com。