如何實現(xiàn)智能化？ - 無人機報告或能解答小米為何要入局

　　如何實現(xiàn)智能化？

　　實現(xiàn)無人機智能化需要在硬件和軟件兩個方面進行技術升級。

　　硬件方面需要引入機器視覺硬件技術；

　　軟件方面則需要做好機器視覺軟件技術，人工智能技術和OS，飛控，導航等其他必要軟件技術。

　　1.機器視覺硬件技術主要包含三類：

　　2.機器視覺軟件技術目前有兩類算法：

　　光流算法：光流算法是一種單攝像機視覺技術，完全依賴軟件算法解決了運動檢測和定位問題。光流法通過比較同一攝像機兩張相鄰時間的圖像（差分運算）得到場景中不同物體運動的光流場。

　　優(yōu)點在于其主要依賴軟件和計算能力識別物體和距離，因此對額外的光學和聲學硬件需求小，更能節(jié)省成本。但其缺點在于精度低，且局限性較大（不適用于照明不良的室內(nèi)，玻璃，細小的電線）。騰訊發(fā)布的空影無人機采用了單攝像頭光流算法完成障礙探測，并依靠超聲波輔助避障。

　　圖像分割算法：邊緣檢測是一種應用廣泛的圖像分割算法，其原理是先對圖像的灰度函數(shù)求導，再根據(jù)靜態(tài)或動態(tài)的閾值設定檢測出物體的邊緣。

　　各類邊緣檢測算法的共同特征是對計算要求非常高。例如高通實現(xiàn)的雙目深度攝像解決方案中，需要單獨使用驍龍801多核芯片中的一個核運行專門的SIMD（Single instruction， multiple data， 單指令多數(shù)據(jù)）運算，并僅能提供30Hz的實時運算能力。對于飛行速度可高達20m/s的四軸無人機而言，這一頻率意味著兩次識別期間無人機已經(jīng)飛過了0.66m，將不能對環(huán)境中突然出現(xiàn)的一些物體及時反應。

　　3.人工智能方面主要包含圖像識別算法，人臉識別算法和語音語義識別算法 。這樣可以使無人機能夠完成更多功能，如對電力設備上的特定部件掃描檢查；按照人類指令講特定物體（橘子而不是香蕉）抓取并飛行到另一房間；在邊境巡邏時區(qū)分普通動物還是可疑人形目標，并及時報警；通過操作者的聲音進行飛行控制等。

　　與圖像分割算法不同的是， 以神經(jīng)網(wǎng)絡為基礎的圖像識別/人臉識別/語音識別算法計算量根據(jù)使用場景差異較大。

　　4.智能無人機軟件技術還包括：飛行控制、導航與路徑規(guī)劃、以及支撐所有智能軟件的操作系統(tǒng)。此外智能無人機還需要一些底層的固件代碼連接硬件和軟件系統(tǒng)，保障通訊、傳感器、計算單元正常高效運行。對于智能無人機開發(fā)廠商而言，獨立開發(fā)如此繁雜、涉及領域各異的軟件實屬“重新發(fā)明輪子”類工作，在開源軟件項目上根據(jù)需求定制加工能夠加速產(chǎn)品迭代，減少開發(fā)成本。

　　在無人機領域最早出現(xiàn)開源項目是無人機的飛控軟件領域，目前流行的開源無人機飛控（包含軟硬件）如下。

　　5.芯片方面，在現(xiàn)有的無人機上，主流廠商使用的是ARM架構MCU（Micro controller Unit）芯片， 例如意法半導體的STM32系列 （大疆精靈系列無人機采用） ， Atmel的Mega2560系列等芯片，這類芯片的特點是：主頻低（STM32主頻在200M Hz左右，Atmel的MCU低至20M Hz），計算能力較差，往往只能支持飛行控制功能，并不能提供無人機智能化所需要的高速計算和并行計算能力。

　　目前芯片業(yè)界三大巨頭：高通/Intel/Nvidia都紛紛挺進這一產(chǎn)業(yè)，推出以自己的移動芯片或圖形計算芯片為核心的無人機參考設計或套件；此外中國芯片設計廠商聯(lián)芯科技也與中國無人機廠商零度智控聯(lián)合開發(fā)了用于智能無人機的方案。

　　高通推出了Snapdragon Flight參考設計；

　　Intel推出了Edison for Arduino開源硬件飛控參考設計板；

　　Nvidia推出Jetson TX1無人機與機器人芯片模組方案；

　　聯(lián)芯推出的基于LC1860無人機飛控；

　　6.開源工具方面，在機器視覺、人工智能等領域， 存在著很多開源軟件項目與開源軟件庫。

　　根據(jù)開源軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷史，我們判斷未來在無人機智能軟件領域會涌現(xiàn)出一批軟件產(chǎn)品化二次開發(fā)商，在開源的機器視覺和人工智能軟件基礎上進行開發(fā)工作，銷售封裝好的成熟可用智能軟件產(chǎn)品及配套接口給下游的無人機整機廠商。

　　大疆已然占據(jù)了大片民用無人機市場，然而無人機開發(fā)的門檻不夠高導致整個行業(yè)參與者眾多，競爭仍然十分激烈。

　　在創(chuàng)新這條路上，你不主動思考，總有人從各個方向向你逼近。不是大疆不努力，但終端智能化這個趨勢顯而易見，時機一到，各家出手。

　　本文為智東西整理呈現(xiàn)，文中所有數(shù)據(jù)結論版權歸原作者所有。