大疆最新發(fā)布的旗艦級(jí)民用運(yùn)載無(wú)人機(jī)DJI FlyCart 100 (FC100)，以其卓越的載重能力、智能化水平和全天候作業(yè)安全性，重新定義了專業(yè)低空運(yùn)輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。在眾多技術(shù)亮點(diǎn)中，其搭載的先進(jìn)多傳感器融合感知系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)“從容應(yīng)對(duì)復(fù)雜場(chǎng)景全天候運(yùn)輸”的核心保障。深入剖析這套系統(tǒng)，可以發(fā)現(xiàn)光學(xué)濾光片在其中扮演著不可或缺的關(guān)鍵角色，尤其是在視覺(jué)感知和環(huán)境適應(yīng)性方面。

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核心感知單元的光學(xué)濾光需求

FC100的智能安全系統(tǒng)集成了多種傳感器，其中對(duì)光學(xué)濾光片有明確依賴和需求的主要包括：

一.高精度激光雷達(dá) (LiDAR)

1.FC100“新增高精度激光雷達(dá)，每秒捕捉30萬(wàn)個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)”，并強(qiáng)調(diào)其“無(wú)論白天黑夜，都可精準(zhǔn)檢測(cè)到細(xì)小障礙物”。這是LiDAR核心能力的體現(xiàn)。在該項(xiàng)應(yīng)用中經(jīng)常離不開(kāi)濾光片的輔助，LiDAR系統(tǒng)依賴于發(fā)射特定波長(zhǎng)（如905nm或1550nm）的激光脈沖并接收其微弱的反射信號(hào)。在此過(guò)程中，窄帶通濾光片是接收端的關(guān)鍵光學(xué)元件，其作用表現(xiàn)為：
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（激光雷達(dá)BP1550窄帶濾光片）

2.環(huán)境光抑制： 強(qiáng)烈的太陽(yáng)光（尤其是近紅外波段）以及其他環(huán)境光源會(huì)產(chǎn)生巨大的背景噪聲。窄帶通濾光片以其極高的波長(zhǎng)選擇性和陡峭的截止邊緣，只允許LiDAR發(fā)射的特定波長(zhǎng)的反射光通過(guò)，極大程度地濾除環(huán)境雜散光。這是保證LiDAR在強(qiáng)光環(huán)境下（尤其是白天）也能正常工作并精準(zhǔn)探測(cè)細(xì)小障礙物的前提。

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3.提升信噪比與探測(cè)距離： 通過(guò)有效抑制噪聲，濾光片顯著提高了接收信號(hào)的信噪比(SNR)。這不僅使探測(cè)更可靠，也間接提升了有效探測(cè)距離和點(diǎn)云數(shù)據(jù)的精度與密度，是實(shí)現(xiàn)每秒30萬(wàn)點(diǎn)高速掃描的重要基礎(chǔ)。

4.全天候保障： 該濾光片需要具備優(yōu)異的環(huán)境穩(wěn)定性，確保在FC100工作溫度范圍（-20°C至40°C）以及可能的濕度變化下，其中心波長(zhǎng)(CWL)、帶寬(FWHM)和透過(guò)率等關(guān)鍵光學(xué)性能保持穩(wěn)定，從而保證LiDAR在嚴(yán)寒、酷暑等不同氣候條件下的可靠性能。

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二、五目魚(yú)眼視覺(jué)系統(tǒng) (含F(xiàn)PV低光全彩相機(jī))

FC100配備了“由四目視覺(jué)及FPV低光全彩相機(jī)組成”的五目魚(yú)眼系統(tǒng)，用于“輔助自由查看前、后、左、右及下方飛行畫面”并“智能檢測(cè)障礙物”，同時(shí)新增了前視遠(yuǎn)近燈和下視補(bǔ)光燈以支持“夜間運(yùn)輸無(wú)壓力”。 

濾光片/濾鏡作用：視覺(jué)系統(tǒng)直接受環(huán)境光線條件影響巨大，需要多種光學(xué)元件來(lái)優(yōu)化成像質(zhì)量和適用性：

1.抗反射增透膜(AR Coating)： 應(yīng)用于所有相機(jī)鏡頭表面及內(nèi)部透鏡。其核心作用是減少每個(gè)空氣-玻璃界面的反射光損失。這能：

2.增加透過(guò)率： 讓更多有效光線進(jìn)入傳感器，尤其在低光照條件（黃昏、夜間、室內(nèi)、陰影區(qū)）下，這是FPV低光相機(jī)實(shí)現(xiàn)“全彩”清晰成像的關(guān)鍵保障。配合下視補(bǔ)光燈，共同解決了夜間作業(yè)的視覺(jué)需求。

3.減少眩光與鬼影： 抑制由鏡頭表面反射引起的眩光（Flare）和鬼影（Ghosting），提升圖像對(duì)比度和清晰度，尤其在逆光或存在強(qiáng)點(diǎn)光源（如太陽(yáng)、探照燈）的場(chǎng)景下，有助于視覺(jué)算法更準(zhǔn)確地識(shí)別障礙物和地形。

（激埃特往期無(wú)人機(jī)鏡片）

偏振濾光片(CPL - Circular Polarizer)： 在無(wú)人機(jī)視覺(jué)應(yīng)用中非常常見(jiàn)，尤其對(duì)于需要消除非金屬表面（水面、玻璃、樹(shù)葉、濕潤(rùn)地面）反射眩光的場(chǎng)景。它能增強(qiáng)色彩飽和度和對(duì)比度，通過(guò)濾除特定偏振方向的反射光，使被攝物體本身的顏色更鮮艷，細(xì)節(jié)更清晰；還可以穿透表面反射有助于“看透”水面或光滑表面的反射，更好地識(shí)別下方的物體或地形，對(duì)于水域運(yùn)輸、復(fù)雜地表環(huán)境感知尤為重要。

（偏振濾光片）

中性密度濾光片(ND Filter)： 在極強(qiáng)光照條件（如高原正午、雪地反射）下，即使相機(jī)有電子快門，也可能出現(xiàn)過(guò)曝。ND鏡可以均勻地減少所有波長(zhǎng)的入射光強(qiáng)度，防止傳感器飽和，允許使用更佳的光圈/快門組合，保持圖像動(dòng)態(tài)范圍和信息量。這對(duì)于全天候作業(yè)中應(yīng)對(duì)劇烈光照變化非常重要。

（漸變中性密度濾光片）

防護(hù)性濾鏡/窗口片： 作為鏡頭最外層的保護(hù)層，通常由堅(jiān)固的光學(xué)材料（如光學(xué)玻璃或藍(lán)寶石）制成，可能結(jié)合AR鍍膜。主要作用是物理防護(hù)（防止沙塵、水滴、刮擦對(duì)昂貴鏡頭的直接損傷），這與FC100整機(jī)IP55防護(hù)等級(jí)的設(shè)計(jì)理念一致。

（1550窗口片）

三、光學(xué)濾光：智能感知與安全飛行的基石

FC100宣稱其“像擁有了超強(qiáng)大腦”，能實(shí)現(xiàn)“精準(zhǔn)避障”、“實(shí)時(shí)感知地形變化”、“從容應(yīng)對(duì)復(fù)雜環(huán)境”。這些高級(jí)智能功能的實(shí)現(xiàn)，高度依賴于其感知系統(tǒng)獲取的高質(zhì)量、高可靠性的原始數(shù)據(jù)。

LiDAR中的高性能窄帶通濾光片確保了在充滿環(huán)境光干擾的世界中，系統(tǒng)能精準(zhǔn)捕獲微弱的、攜帶距離信息的激光反射信號(hào)，生成高精度點(diǎn)云。

視覺(jué)系統(tǒng)中的增透膜、偏振片、ND鏡等，則共同優(yōu)化了在各種極端和變化光照條件下的成像質(zhì)量，為計(jì)算機(jī)視覺(jué)算法提供了清晰、高對(duì)比度、信息豐富的圖像輸入。

正是這些經(jīng)過(guò)精密光學(xué)濾光技術(shù)優(yōu)化處理后的數(shù)據(jù)，為FC100強(qiáng)大的融合感知算法（如全新避障算法、地形跟隨、AR安全輔助、無(wú)滾轉(zhuǎn)飛行控制）提供了可靠的基礎(chǔ)輸入。濾光片雖小，卻是保障FC100實(shí)現(xiàn)“安全感爆棚”和高效全天候作業(yè)的核心幕后功臣之一。

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專業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)對(duì)光學(xué)濾光技術(shù)的要求

DJI FlyCart 100的發(fā)布，凸顯了專業(yè)級(jí)運(yùn)載無(wú)人機(jī)對(duì)感知系統(tǒng)性能的極致追求。其對(duì)光學(xué)濾光片/濾鏡的應(yīng)用特征也反映了行業(yè)的高標(biāo)準(zhǔn)需求：

高性能指標(biāo)： 極高的透過(guò)率（增透膜）、極深的截止深度和精確的帶寬控制（LiDAR窄帶通）、優(yōu)異的偏振效率（CPL）、精準(zhǔn)的減光系數(shù)（ND）。

環(huán)境魯棒性： 必須能在寬溫范圍（-20°C至40°C甚至更寬）、濕度、可能的振動(dòng)沖擊下保持光學(xué)性能穩(wěn)定。

可靠性與耐用性： 需要承受長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)、可能的沙塵、水濺（IP55相關(guān)），材料本身（如鍍膜）需耐腐蝕、耐磨損。

定制化需求： 不同傳感器（LiDAR vs. 可見(jiàn)光相機(jī) vs. 低光相機(jī)）需要不同波長(zhǎng)、不同特性的濾光方案，需與傳感器和鏡頭系統(tǒng)精密匹配。

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可以預(yù)見(jiàn)，隨著專業(yè)無(wú)人機(jī)在更復(fù)雜、更嚴(yán)苛場(chǎng)景下的深入應(yīng)用，對(duì)光學(xué)濾光技術(shù)的要求將持續(xù)提升，推動(dòng)相關(guān)光學(xué)元件向更高性能、更強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)性和更智能化（如電調(diào)諧濾光）的方向發(fā)展。