大疆APAS功能如何实现智能避障？

什么是APAS？（核心定义）

APAS 的全称是 Advanced Pilot Assistance Systems，中文译为 高级辅助飞行系统。

你可以把它想象成无人机上的“智能大脑”或“超级雷达”，它是一套综合性的感知与避障系统，通过无人机上的多种传感器（视觉、红外、激光雷达等）实时感知周围环境，并自动做出规避动作，从而帮助飞行员避开障碍物，提升飞行的安全性和便利性。

APAS的核心目标就是“让无人机自己会看路、会躲人、会绕开障碍物”。

APAS是如何工作的？（技术原理）

APAS并非单一功能,而是一个系统，其工作原理依赖于一个多层次的传感器融合方案：

1. 视觉系统：

   
   （图片来源网络，侵删）
   • 双目视觉摄像头：位于无人机前方，通过模拟人眼的双目视差，可以精确计算出与障碍物的距离和形状，这是APAS最核心的传感器之一。
   • 下方视觉系统：位于机身底部，主要用于精准悬停、地形跟随和低高度避障。
   • 红外视觉系统：位于机身侧面和后方，用于在光线不足或夜间环境中探测障碍物，它不受可见光影响，能识别热源。

2. 激光雷达：

   在部分高端型号（如Mavic 3、Air 3）上配备，LiDAR通过发射激光束并测量反射时间，可以创建高精度的3D环境地图，即使在无光环境下也能进行精准测距和避障。

3. 超声波传感器：

   位于机身底部,作为近距离（约1-5米）的辅助传感器，主要用于低空悬停时的最后安全保障。

   
   （图片来源网络，侵删）

4. GPS与IMU（惯性测量单元）：

   提供无人机的位置、速度、姿态等基础信息，是实现精准定位和稳定飞行的前提。

工作流程： 所有传感器的数据会实时传输到飞控系统（无人机的“小脑”），系统通过算法进行数据融合，构建一个360度无死角的实时环境模型，一旦系统检测到飞行路径上存在潜在碰撞风险，就会自动计算最优的规避路径（如上升、下降、左转、右转或组合动作），并立即调整无人机的飞行姿态，从而实现自主避障。

APAS的演进与不同版本（非常重要！）

大疆的APAS功能是不断迭代升级的,不同版本的APAS在性能和体验上有巨大差异，了解这一点至关重要。

APAS 1.0 (早期版本，如Mavic Air 2, Mini 2)

• 工作模式：仅在前方提供避障。
• 避障能力：相对基础，在手动飞行模式下，当无人机向前飞行时，如果前方遇到障碍物，会自动减速并悬停，它不会主动绕开障碍物，而是“停下来让你自己处理”。
• 局限性：后方和侧方没有避障能力，飞行时需要飞行员自己特别注意。

APAS 3.0 (Mavic 2系列)

• 工作模式：全向避障（前后左右）。
• 避障能力：相比1.0是巨大飞跃，无人机具备了前后左右的视觉避障能力，在手动飞行模式下，可以从各个方向规避障碍物。
• 局限性：避障决策相对保守，有时可能会因为误判而提前悬停，影响飞行流畅性。

APAS 4.0 (Mavic 3, Air 3, Mini 4 Pro等)

• 工作模式：智能绕行与路径规划。
• 避障能力：这是目前的主流和先进版本，它不仅仅是“撞到才躲”，而是能够：
  1. 智能绕行：在手动模式下，当检测到障碍物时，系统会主动选择一条更优的路径（如从障碍物上方或侧面绕过），而不是简单地悬停。
  2. 路径规划：在智能飞行模式（如跟随、兴趣点环绕）下，APAS 4.0能持续规划路线，智能地绕开路径上的障碍物，让飞行更流畅、更安全。
  3. 更强的传感器融合：结合了视觉、红外，部分型号还有激光雷达，感知能力更强，误判率更低。
  4. 避障范围更广：能识别更远距离的障碍物，并提前做出反应。

APAS 5.0 (目前最先进，如Mavic 3 Pro/Classic)

• 工作模式：全场景智能感知与避障。
• 避障能力：在APAS 4.0的基础上实现了质的飞跃。
  1. 360°全向感知：真正实现了无死角的环境感知，包括上方也有避障能力（防止撞到树梢或电线）。
  2. 精准识别与避让：能够更精确地识别障碍物的类型（如电线、树枝、人），并做出最合适的规避动作。
  3. 智能返航：在智能返航模式下，APAS 5.0能主动规划返航路径，绕开途中遇到的建筑物、树木等障碍物，极大提升了返航成功率。
  4. 低光环境优化：红外视觉系统性能更强，在黄昏、夜晚等复杂光照条件下依然能保持出色的避障能力。

APAS的实际应用场景

• 新手入门：极大地降低了新手炸机的风险，让新手也能自信地飞行。
• 复杂环境飞行：在森林、城市高楼、峡谷等有大量障碍物的环境中，APAS是“保命”神器。
• 智能跟随：跟随拍摄时，无人机能自动绕开前方的行人、车辆或树木，保持拍摄主体不中断。
• 低空穿越：进行贴近地面的航拍（如跟拍汽车、滑板）时，能自动保持高度，避免撞地。
• 夜间飞行：依靠红外传感器，可以在夜间安全飞行，避开肉眼难以察觉的障碍物。
• 自动返航：在信号丢失或电量不足时，智能返航路径能绕开障碍物，安全回家。

重要注意事项（“免责声明”）

APAS虽然强大,但它不是100%可靠的，飞行员始终是最终的责任人，以下几点必须牢记：

1. 它不是“万无一失”的：

   • 传感器限制：所有传感器都有其极限，纯白色或透明的障碍物（如玻璃幕墙）可能难以被视觉系统识别；极细的电线或渔网可能超出传感器的探测范围。
   • 高速飞行风险：在高速飞行时，由于惯性，无人机可能来不及做出规避动作，在复杂环境中飞行时，切勿开到最高速。
   • 恶劣天气影响：大雨、大雪、浓雾等天气会严重影响所有传感器的性能。

2. 它不是“自动驾驶”：

   • APAS是辅助系统，而不是自动驾驶，你必须时刻保持对无人机的观察，并随时准备接管操控。切勿完全依赖它而分心或走神。

3. 手动模式下的限制：

   • 在手动模式下，所有避障功能都会被禁用，手动模式是为经验丰富的专业飞行员准备的，风险极高。

4. 定期更新固件：

   大疆会不断通过固件更新来优化APAS算法和性能,请务必保持无人机遥控器和App的固件为最新版本。

APAS是大疆无人机安全性的基石,它极大地扩展了无人机的飞行场景和可能性，作为一名负责任的飞手，理解其原理、尊重其极限、并始终将安全放在第一位，才能充分享受无人机带来的乐趣。

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