無人機已經成為了傳統生產力革命的一支生力軍。根據各行各業的具體需求與工作標準實施無人機作業，能夠降低人力物力成本，提高工作效率與質量，還可以減少環境污染、節省時間，可替代各行業傳統作業方式。目前，在農業、電力、通信、氣象、農林、海洋、勘探、影視、執法、救援、快遞等專業領域的應用，無人機都顯示了極好的技術效果和經濟效果。

隨著大數據、云計算、移動互聯網等信息技術與無人機技術的相互融合，民用無人機產業鏈已從“垂直進步”走向“水平進步”，通過開拓不同的應用場景綜合性地帶動整體國民經濟發展，推動新興產業發展滿足社會經濟活動的需要。據前瞻產業研究院發布的《2018—2023年中國無人機行業市場需求預測及投資戰略規劃分析報告》預測，我國民用無人機產品銷售和服務總體市場規模到2020年將達到465億元，2025年將達750億元。

無人機如何主動避障？

ADI公司航空航天與防務部門戰略營銷經理SeanD'Arcy認為分析市場或考察機身時，可以將無人機分解為七個、八個或九個不同的子系統。超視線能力將擴大無人機市場的運行范圍，這對大多數人來說這是非常令人興奮的，但這意味著需要非常精確的導航檢測系統來避免碰撞。除了仍然在進步的視覺攝像機有效載荷之外，我們已經看到了一些真正的需求，并且在諸如超光譜成像、紅外線化學感測等技術中有一些很好的進展。我們經常指出，推動飛行技術被人接受的是有效載荷。換句話說，是無人機提供的能力和實用性推動其被采用，而不是飛行器本身的實際能力。

針對無人機的障礙物檢測和避碰技術，這里有七種技術需要我們了解下，分別是聲納或聲波、廣域照明、LIDAR/掃描雷達、基于像素、雙目視覺、無源/紅外以及雷達技術。

·?聲納或聲波，利用空氣介質或水介質發出一個聲音脈沖，測量物體將其反射回來所需的時間，返回到水聽器或麥克風。這是一種非常低成本的解決方案，但它測量的距離有限，至少在空氣中分辨率不高，并且取決于其應用，精度也不高。它還有一些環境限制，非常依賴于實際發送信號所用的介質的密度、含鹽度等。

·?廣域照明，是指創建閃光燈或某種類型的快速照明，可以使用頻閃燈、激光二極管、LED等。其目的是測量飛行到一個目標并返回所需的時間，用于在視野中構建物體的映射。雖然分辨率相當好，但范圍有限，而且受制于環境因素，如照明。

·?LIDAR，具有出色的精度和非常好的分辨率。最大挑戰之一是必須非常準確地知道激光指向哪里，如此才能獲得準確的距離并將環境映射到其前面。

·?像素分析，使用單個相機計算像素或圖像的變化以確定威脅或障礙物，然后通過測量某些像素失真，成功非常有限，但仍然非常好地用于手勢識別、面部識別等方面。

·?雙目視覺處理，成本相對較低，不過確實存在與充足光源和下述環境挑戰有關的限制，相機分開的距離與其能看到多遠的地方有關系，另外在很近的距離內存在盲點。

·?無源紅外，是一種很好的補充技術。雖然很多時候它只提供方位角信息，但它在最具挑戰性的環境中也能很好地檢測，并且能夠很好地穿透云霧和灰塵。它不受大多數可視光譜燈的影響，配合雷達使用時甚至能更好地表征所看到的目標。

·?雷達，具有遠遠優于其他技術的覆蓋范圍，具有良好的航向分辨率，可穿透幾乎所有的微粒和可見的水氣，而且還具有能增加瞬時運動檢測能力的優勢。

目前，大部分較大無人機已經致力于將雷達技術作為障礙物檢測方法，以避免碰撞。ADI提供專門用于無人平臺的現代高性能解決方案，其中一個很好的案例就是用于避碰或障礙物檢測的系統。

此系統使用了數字波束成形技術，所以它具有更廣闊的視野。雖然不是真正的相控陣，但足以獲得出色的分辨率，角度分辨率是也是行業領先的，與之前談到的其他大多數技術相比，它能輕松檢測到更多的物體。

完整的24GHz多通道雷達避障解決方案

ADI的雷達技術是ADI為無人機系統提供的眾多技術之一，既可以用作組件，也可以用作信號鏈。下圖左邊是搭建的一個系統，可用在四軸飛行器上。對此使用了四根天線和四個系統，以獲得飛行無人機的360度覆蓋。最高速度可以是15節。右邊的系統Radarbook的新一代評估系統——DemoRAD，它可以在整個系統參考設計中實現硬件和軟件應用開發。

24GHz DemoRAD提供開箱即用的軟件示例，可在數分鐘內輕松啟動雷達傳感器。DemoRAD可對雷達傳感器產品進行快速原型制作，從而測量目標/對象存在、運動、角位置、速度以及傳感器范圍等實時信息。該系統硬件解決方案包括射頻天線和一條完整的射頻到基帶信號鏈（ADF5904（接收）、ADF5901（發射），ADF4159(PLL)，ADAR7251(AFE)），其中還包括ADI的ADSP-BF707DSP（數字信號處理器），可通過易用的圖形用戶界面和雷達算法軟件快速連接筆記本電腦/PC。

總結

24GHz硅基毫米波雷達技術正在實現新一代現實世界，即越來越多地用于汽車、無人機、泛工業和消費類應用等大眾市場應用的非接觸式智能傳感器。這類雷達傳感器可以提供實時信息，比如物體存在、運動、角位置、速度以及幾厘米到幾百米的傳感器范圍。直到現在，毫米波雷達傳感器仍使用尺寸龐大、復雜且構建成本高昂的離散解決方案來實現，這限制了其廣泛的市場采用。ADI公司的新型24GHz雷達產品提供出色的性能和高集成度，是小尺寸、低成本且易用的超低功耗解決方案，適用于物理檢測、跟蹤、安全控制和防撞警告系統等應用。