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無(wú)人機(jī)的傳感器功能介紹
專(zhuān)欄：技術(shù)支持
發(fā)布日期：2018-03-16
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無(wú)人機(jī)(drone)的正式名稱為無(wú)人飛行器(unmanned aerial vehicle)，它是一種不需要人駕駛的飛行器 ，主要通過(guò)遙控或內(nèi)設(shè)的智能控件進(jìn)行操控。該如何通過(guò)整合嵌入式系統(tǒng) ，提供器具導(dǎo)航 、自我平衡等功能并飛行到特定高度，同時(shí)還能和位于遠(yuǎn)端的使用者或機(jī)器交換信息，無(wú)人機(jī)就是一個(gè)最好的實(shí)例 。傳統(tǒng)上來(lái)說(shuō) ，無(wú)人機(jī)常見(jiàn)于防御及科學(xué)方面的應(yīng)用 ，像是深入偏遠(yuǎn)地區(qū) 、監(jiān)控、氣象偵測(cè)或送貨到條件惡劣的地...
無(wú)人機(jī)(drone)的正式名稱為無(wú)人飛行器(unmanned aerial vehicle) 傳統(tǒng)上來(lái)說(shuō) 無(wú)人機(jī)吸引了各類(lèi)人的濃厚興趣，包括創(chuàng)新企業(yè) 感測(cè)器以低功耗網(wǎng)絡(luò)連接技術(shù)出現(xiàn)重大進(jìn)展 無(wú)人機(jī)的特性 無(wú)人機(jī)的動(dòng)作必須非常精確，除了穩(wěn)定 a) 穩(wěn)定 無(wú)人機(jī)應(yīng)該要穩(wěn)定，不可無(wú)預(yù)警突然震動(dòng) b) 精確 無(wú)人機(jī)的動(dòng)作要非常精確。至于動(dòng)作可能指距離、速度、加速 c) 能抵抗各種環(huán)境條件 無(wú)人機(jī)要能抵抗下雨 d) 低功耗 無(wú)人機(jī)將會(huì)變得越來(lái)越輕 e) 環(huán)境感知 環(huán)境傳感技術(shù)逐漸崛起 f) 聯(lián)網(wǎng)功能 聯(lián)網(wǎng)功能是無(wú)人機(jī)崛起并廣為市場(chǎng)接受的重要因素 傳感器 在無(wú)人機(jī)里所扮演的角色，位于無(wú)人機(jī)的核心位置，可確保裝置功能與導(dǎo)航正常運(yùn)作。這些傳感器包括加速度計(jì)、陀螺儀、磁羅盤(pán)與氣壓傳感器。 加速度計(jì) 加速度計(jì)是用來(lái)提供無(wú)人機(jī)在XYZ三軸方向所承受的加速力。它也能決定無(wú)人機(jī)在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)的傾斜角度。當(dāng)無(wú)人機(jī)呈現(xiàn)水平靜止?fàn)顟B(tài)，X軸與Y軸為0克輸出，而Z軸則為1克輸出。地球上所有對(duì)象所承受的重力均為1克。若要無(wú)人機(jī)X軸旋轉(zhuǎn)90度，那么就在X軸與Z軸施以0克輸出，Y軸則施以1克輸出。傾斜時(shí)，XYZ軸均施以0到1克之間的輸出 加速度計(jì)同時(shí)也用來(lái)提供水平及垂直方向的線性加速。相關(guān)數(shù)據(jù)可做為計(jì)算速率 對(duì)于任何一款無(wú)人機(jī)來(lái)說(shuō)，加速度計(jì)都是一個(gè)非常重要的傳感器，因?yàn)榧词篃o(wú)人機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)，都要靠它提供關(guān)鍵輸入。 陀螺儀 陀螺儀傳感器能監(jiān)測(cè)三軸的角速度，因此可監(jiān)測(cè)出俯仰(pitch)、翻滾(roll)和偏擺(yaw)時(shí)角度的變化率。即使是一般飛行器，陀螺儀都是相當(dāng)重要的傳感器。角度信息的變化能用來(lái)維持無(wú)人機(jī)穩(wěn)定并防止晃動(dòng)。由陀螺儀所提供的信息將匯入馬達(dá)控制驅(qū)動(dòng)器，通過(guò)動(dòng)態(tài)控制馬達(dá)速度，并提供馬達(dá)穩(wěn)定度。陀螺儀還能確保無(wú)人機(jī)根據(jù)用戶控制裝置所設(shè)定的角度旋轉(zhuǎn)。 磁羅盤(pán) 正如名稱所示，磁羅盤(pán)能為無(wú)人機(jī)提供方向感。它能提供裝置在XYZ各軸向所承受磁場(chǎng)的數(shù)據(jù)。接著相關(guān)數(shù)據(jù)會(huì)匯入微控制器的運(yùn)算法，以提供磁北極相關(guān)的航向角，然后就能用這些信息來(lái)偵測(cè)地理方位。 為了算出正確方向，磁性數(shù)據(jù)還需要加速度計(jì)提供傾斜角度數(shù)據(jù)以補(bǔ)強(qiáng)信息。有了傾斜數(shù)據(jù)加上磁性數(shù)據(jù)，就能計(jì)算出正確方位。 磁羅盤(pán)對(duì)于硬鐵 除了方向的感測(cè)，磁性傳感器也可以用來(lái)偵測(cè)四周的磁性與含鐵金屬，例如電極、電線、車(chē)輛、其他無(wú)人機(jī)等等，以避免事故發(fā)生。 氣壓計(jì) 氣壓計(jì)運(yùn)作的原理，就是利用大氣壓力換算出高度。壓力傳感器能偵測(cè)地球的大氣壓力。由氣壓計(jì)所提供的數(shù)據(jù)能協(xié)助無(wú)人機(jī)導(dǎo)航，上升到所需的高度。準(zhǔn)確估計(jì)上升與下降速度，對(duì)無(wú)人機(jī)飛行控制來(lái)說(shuō)相當(dāng)重要。 無(wú)人機(jī)傳感器的重要特點(diǎn) 無(wú)人機(jī)很容易受到極端狀況的影響，包括震動(dòng)、噪音與環(huán)境 運(yùn)算法所扮演的角色 要將原始的傳感器件數(shù)據(jù)庫(kù)扮演了相當(dāng)重要的角色。算法可擴(kuò)大傳感器功能 加速度計(jì) 特定應(yīng)用傳感器 這類(lèi)傳感器并不影響無(wú)人機(jī)的核心功能運(yùn)作 濕度傳感器 濕度傳感器能監(jiān)測(cè)濕度參數(shù)，相關(guān)數(shù)據(jù)則可應(yīng)用在氣象站 MEMS麥克風(fēng) MEMS麥克風(fēng)是一種能將聲音頻號(hào)轉(zhuǎn)換為電子訊號(hào)的音頻傳感器。MEMS麥克風(fēng)正逐漸取代傳統(tǒng)麥克風(fēng) 結(jié)論 無(wú)人機(jī)是近年來(lái)最重要的創(chuàng)新技術(shù)之一 |
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