随着生活水平的不断提升，越来越多高科技产品成为了人们的娱乐工具。回想过去，我们的玩具可能是纸飞机和弹珠玻璃球，而富裕家庭的孩子可能会拥有一把气枪；然而，仅仅过了十几年，如今我们手中的玩具已经变成了便携式的迷你电脑，或是能够拍摄高帧率4K视频的GoPro运动相机。

在众多娱乐设备中，无人机无疑是最昂贵且最不像传统玩具的一种。它们由电力驱动，通过多旋翼产生升力，配备高清摄像头，可用于航拍、地理测绘等多种用途。可以说，无人机凭借其便捷的操作方式和强大的功能，已从单纯的玩具升级为多功能科技产品。不过，无人机的安全问题始终是一个备受关注的话题。几个月前，一架大疆无人机在白宫草坪上坠毁，引发了公众对无人机安全操作的关注。美国联邦航空管理局（FAA）也一直在严格监管无人机的商业应用，直到2015年7月19日才首次批准商用无人机快递服务。

为了使无人机持续发展，除了提升续航能力和性能外，安全性同样至关重要。进入2015年后，主要的消费级和商业级无人机制造商开始将“避障系统”作为产品的重要组成部分。今天，我们将介绍当前市场上主流的无人机所采用的各种自动避障系统。

主流电动多旋翼无人机的避障系统主要有三种：超声波、时间飞行（TOF）和更为复杂的复合型方法，结合了多种测距技术和视觉图像处理。

超声波避障系统：这种系统类似于蝙蝠的回声定位机制。蝙蝠通过发出超声波，利用反射回来的信号来探测目标的距离。超声波系统简单易用，广泛应用于汽车倒车雷达。然而，超声波系统在某些场景下会受到声波干扰。例如，如果物体表面反射超声波的能力不足，避障系统的有效距离会大大缩短。一般来说，超声波的有效距离为5米，且适用于平坦光滑的表面，如水泥地板。因此，通常需要在无人机的多个方向上安装超声波传感器，以便在悬停和飞行过程中持续监控周围环境。

TOF避障系统：TOF系统的基本原理是通过发射光波并检测反射回来的光波来判断障碍物的位置。零度无人机展示的一款TOF避障系统采用了光相位检测技术。尽管TOF系统在某些情况下容易受到光污染的影响，但它在室内测量时的最大距离可达10米，室外条件下约为5米。在悬停状态下，TOF系统会快速旋转，每秒2-5圈，以实现对周围环境的全方位扫描。而在飞行过程中，TOF系统则会固定方向，以提高室外环境下的检测精度。

复合型避障系统：大疆等知名无人机公司采用了更为先进的避障系统。大疆在2015年6月推出了一款名为“Guidance”的智能避障系统，该系统可以覆盖前后左右和下方五个方向。Guidance系统结合了超声波和机器视觉两种技术，不仅具备超声波模块，还在每个方向上配备了摄像头，用于捕捉视觉图像并传输到机载的英特尔凌动处理器进行处理。此外，Parrot公司也在与英伟达合作，采用包含机器视觉在内的复合型避障系统。

尽管目前市场上大多数主流消费级无人机尚未配备官方的避障系统，但许多企业和个人都在积极研发解决方案。例如，一家名为Panoptes的初创公司推出了一款名为eBumper4的产品，可以适配大疆Phantom系列无人机及3D Robotics的Iris无人机。这款产品通过更换机壳，为无人机增加了避障功能。此外，一些个人开发者也在努力创造更加通用且成本更低的避障系统。

不论是企业级的服务商提供的产品，还是个人创客用廉价零件组装的解决方案，避障系统的技术条件都已经成熟。若要使无人机真正成为普及的家庭消费品，加入先进的商业级避障系统将是未来发展的关键趋势，这甚至比延长续航时间和增加更多功能更为重要。