大疆最新發(fā)布的旗艦級民用運載無(wú)人機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(zhuān)業(yè)低空運輸的標準。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是實(shí)現“從容應對復雜場(chǎng)景全天候運輸”的核心保障。深入剖析這套系統，可以發(fā)現光學(xué)濾光片在其中扮演著(zhù)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的智能安全系統集成了多種傳感器，其中對光學(xué)濾光片有明確依賴(lài)和需求的主要包括：

一.高精度激光雷達 (LiDAR)

1.FC100“新增高精度激光雷達，每秒捕捉30萬(wàn)個(gè)點(diǎn)云數據”，并強調其“無(wú)論白天黑夜，都可精準檢測到細小障礙物”。這是LiDAR核心能力的體現。在該項應用中經(jīng)常離不開(kāi)濾光片的輔助，LiDAR系統依賴(lài)于發(fā)射特定波長(cháng)（如905nm或1550nm）的激光脈沖并接收其微弱的反射信號。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，其作用表現為：
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（激光雷達BP1550窄帶濾光片）

2.環(huán)境光抑制： 強烈的太陽(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(cháng)選擇性和陡峭的截止邊緣，只允許LiDAR發(fā)射的特定波長(cháng)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在強光環(huán)境下（尤其是白天）也能正常工作并精準探測細小障礙物的前提。

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

4.全天候保障： 該濾光片需要具備優(yōu)異的環(huán)境穩定性，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(cháng)(CWL)、帶寬(FWHM)和透過(guò)率等關(guān)鍵光學(xué)性能保持穩定，從而保證LiDAR在嚴寒、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 (含FPV低光全彩相機)

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

濾光片/濾鏡作用：視覺(jué)系統直接受環(huán)境光線(xiàn)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)： 應用于所有相機鏡頭表面及內部透鏡。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(xiàn)進(jìn)入傳感器，尤其在低光照條件（黃昏、夜間、室內、陰影區）下，這是FPV低光相機實(shí)現“全彩”清晰成像的關(guān)鍵保障。配合下視補光燈，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），提升圖像對比度和清晰度，尤其在逆光或存在強點(diǎn)光源（如太陽(yáng)、探照燈）的場(chǎng)景下，有助于視覺(jué)算法更準確地識別障礙物和地形。

（激埃特往期無(wú)人機鏡片）

偏振濾光片(CPL - Circular Polarizer)： 在無(wú)人機視覺(jué)應用中非常常見(jiàn)，尤其對于需要消除非金屬表面（水面、玻璃、樹(shù)葉、濕潤地面）反射眩光的場(chǎng)景。它能增強色彩飽和度和對比度，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，細節更清晰；還可以穿透表面反射有助于“看透”水面或光滑表面的反射，更好地識別下方的物體或地形，對于水域運輸、復雜地表環(huán)境感知尤為重要。

（偏振濾光片）

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

（漸變中性密度濾光片）

防護性濾鏡/窗口片： 作為鏡頭最外層的保護層，通常由堅固的光學(xué)材料（如光學(xué)玻璃或藍寶石）制成，可能結合AR鍍膜。主要作用是物理防護（防止沙塵、水滴、刮擦對昂貴鏡頭的直接損傷），這與FC100整機IP55防護等級的設計理念一致。

（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(chēng)其“像擁有了超強大腦”，能實(shí)現“精準避障”、“實(shí)時(shí)感知地形變化”、“從容應對復雜環(huán)境”。這些高級智能功能的實(shí)現，高度依賴(lài)于其感知系統獲取的高質(zhì)量、高可靠性的原始數據。

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

視覺(jué)系統中的增透膜、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，為計算機視覺(jué)算法提供了清晰、高對比度、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)化處理后的數據，為FC100強大的融合感知算法（如全新避障算法、地形跟隨、AR安全輔助、無(wú)滾轉飛行控制）提供了可靠的基礎輸入。濾光片雖小，卻是保障FC100實(shí)現“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(zhuān)業(yè)級無(wú)人機對光學(xué)濾光技術(shù)的要求

DJI FlyCart 100的發(fā)布，凸顯了專(zhuān)業(yè)級運載無(wú)人機對感知系統性能的極致追求。其對光學(xué)濾光片/濾鏡的應用特征也反映了行業(yè)的高標準需求：

高性能指標： 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）、精準的減光系數（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)性能穩定。

可靠性與耐用性： 需要承受長(cháng)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 vs. 低光相機）需要不同波長(cháng)、不同特性的濾光方案，需與傳感器和鏡頭系統精密匹配。

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可以預見(jiàn)，隨著(zhù)專(zhuān)業(yè)無(wú)人機在更復雜、更嚴苛場(chǎng)景下的深入應用，對光學(xué)濾光技術(shù)的要求將持續提升，推動(dòng)相關(guān)光學(xué)元件向更高性能、更強環(huán)境適應性和更智能化（如電調諧濾光）的方向發(fā)展。