无人机智能时代来临——精灵4视觉追踪篇

以人类智慧之名，点亮精灵之眸，赋以腾云驾雾之能，赋以明辨择善之智，代目望高，携梦远行。

Phantom 4的面世掀开了机器视觉进入了实用场景的序章。智能跟随依靠机器视觉躲避障碍，依靠机器视觉识别目标，机器视觉的应用使得Phantom 4不再是一台提线木偶，而是拥有了有一定自主飞行能力的空中机器人。

而实现这一变革的基础的机器视觉，究竟是个什么东西，在智能跟随中，视觉又起到了什么样的作用，为什么有了视觉飞行器就能够实现自主飞行。

带着这些问题，今天我们来讲一个故事，这个故事的剧本写在我们每个人身体里，每个细胞中，这个故事已经讲了38亿年，而且还将继续讲下去??

猎手之眼

在介绍机器视觉之前，我们先看看在自然界一场普通的厮杀中视觉起到了怎样的作用。

广阔的草原上，一只落单的羚羊正在进食，它长在两侧的双眼警惕的观察着环境。

草食动物的双眼一般长在头部两侧，双眼各自观测一片区域，这样可以带来更大视野范围，以便减小视野的盲区，预防可能的袭击—— 来自猎手的偷袭。

同时，羚羊的大脑中也在不停的将看到的画面与可能的猎食者形象相匹配，在草原上识别出一身伪装色的猎食者可并不容易。

然而羚羊并没有发现，在它不远处的石堆后，一只猎豹伏低了身子，正在悄无声息的靠近。

与草食动物不同，肉食动物的双眼往往集中在面部前方，双眼同时观测同一区域，以便获得立体视觉，从而测量出目标的距离。

猎豹通过双目视觉测量出目标大概在十米外，前方五米处有一堆石块，猎豹推算好了目标距离和袭击路线，站定，呼吸减缓，身姿伏低，肌肉绷紧，双眼紧盯，大自然花费数十亿年打造的这台杀戮机器现在犹如一架绞满的弩，只需要一个扣动扳机的时机?

时机很快到了，抬头张望了一圈的羚羊仍然没有察觉到危机，它重又低下头，准备进食，在它低头的那一刻?

扳机扣响！

蓄势已久的猎豹如离弦之箭射了出去，周围的草丛犹如被看不见的泰坦猛力往后拉扯的餐布，在视野中飞快后退，快到石堆的时候猎豹敏捷地拐了一个弯绕过障碍，目标一直牢牢的锁定在视野范围中，距离随着剧烈的心跳越来越近，越来越近?

上面这个猎手与猎物的故事就是目标追踪最简略的原理，实现这样的目标追踪的效果，大自然用了几十亿年的时间来进化打磨。

抓到羚羊需要几步？

1，从茫茫无垠的草原上发现羚羊并牢牢盯住。

2，观测羚羊周围的环境与路线上的障碍。

3，思考行动路径以及奔跑！

进化之路——史前时代

为了完成以上的几个过程，数十亿年间无数物种在进化之路上前仆后继，终于进化出这套高效的目标追踪。而无人机上的目标追踪功能，同样也经历着进化的历程。

航拍无人机经历了前三代的发展，其跟拍功能都是基于GPS的目标追踪。

曾几何时，市面上出现许多主打目标跟踪功能的无人机品牌，纷纷以拥有目标跟踪的功能作为宣传点。国外的产品有红极一时刷爆朋友圈的Lily无人机，众筹的Airdog，甚至老牌的无人机厂商3DR。国内也有一大票活跃在朋友圈，众筹网站，微博的所谓“黑科技”无人机产品。

以上提到的所有宣称有目标跟踪技术的无人机产品，但是可以看到，上面所有的产品使用目标跟踪功能的话，都必须要满足某种前提条件：携带某种设备，这种设备或者是手环，或者是“魔棒”，或者是遥控器等等等等。

那么这些设备里面都有什么奥秘，为什么用户必须要携带某种设备才能使用目标跟踪的功能呢？

为什么呢？

为什么呢？

为什么呢？

大家一定非常好奇吧！（其实并没有）

好啦好啦，既然大家都这么想知道，那么小编科普时间到~

既然是目标跟踪，那么首要需要解决的问题就是得知道目标在哪里呀！这是一个对目标的定位问题。

说到定位技术，目前应用范围最为广泛，方案最为成熟的就是卫星定位啦。说到卫星定位，虽然听起来是非常高端的科技名词，让人很容易一下就联想到下面这幅高大上的画面。

虽然听起来真的是碉堡了，不过近年来微电子技术的突飞猛进，要应用这个技术其实并不困难。我们常用的手机，车载导航等电子设备中常常都有一片GPS定位芯片，用于自身的定位。

类似的芯片长成这样，非常小巧，但是可以提供一个还能接受的定位精度。

那么接下来就比较简单粗暴了，不是不知道目标的位置吗，给他装一个GPS接收机不就结了。

是的！就这么简单粗暴，上述产品中或者手环，或者“魔棒”，或者遥控器，其实不同的外表之下，都有着一颗小小的GPS接收机。这个接收机的形态无论是什么样子，其本质作用都是一样的--------提供目标的位置坐标。

既然知道了目标的位置，无人机也知道了自己的位置，那么控制飞行器追上目标，这就是一个很简单的控制问题了。

回想到文首所说的抓到羚羊的3步，使用这种方式的目标跟踪，事实上跳过1，2步，直接控制无人机往目标飞行就可以了。

这也是这么多产品都以GPS进行目标跟踪并且将其作为自己的主打特色的原因，因为?真的是方便又简单，加量不加价?

有一些公司把这种基于GPS进行目标跟踪的技术称为黑科技??笔者只能用黑黑黑，嘿嘿嘿表示赞同。

如果还是使用猎豹和羚羊的故事举例的话，使用GPS进行目标跟踪的原理大概就是：猎豹瞎了，羚羊一副生无可恋的样子大声朝猎豹喊：

你来抓我呀你来抓我呀我在你的前方偏右32度，距离12.6米！你有本事你来抓我呀抓我呀！

然后猎豹就循着声音所说的方向和距离猛地冲向了目标，然后吧唧一声，撞死在了岩石上?

Sad story.

因为没有视觉的猎豹没有办法感知环境，也就没有办法知道前面有障碍物，当出现障碍物的时候，猎豹也只能撞了上去。即便猎物已经放弃治疗大声疾呼生无可恋引导猎豹往，也难以避免悲剧结局。算了这种猎豹似乎算不上大自然几十亿年的进化结晶，还是别叫猎豹叫瞎猫吧?.

使用GPS进行目标跟踪，撞死以外可能还存在以下几个问题：

1.真的不知道在拍什么

（编辑：应用网_扬州站长网）

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