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再谈无人机上多种传感器的基本功用

你也许听过这么一句话:无人机是飞行的“传感器”。也就是说,如果没有各种传感器控制飞行、机身稳定、航行方向、捕捉录像,无人机的飞行的稳定性用途便无法实现。在市场上,很多民用无人机,都装载有各种型号的传感器。目前,这些商用无人机正开始向物流、航拍、农业植保、环保检测、电路检修等多领域渗透。

 

消费级无人机的多领域应用,图表数据来自东方证券研究所。资料图


下面,小编便来为大家简单介绍一下无人机上几类重要传感器的一般功能。

加速度传感器

我们知道,民用无人机机身大量装配的各种传感器,包括角速率、姿态、位置、加速度、高度和空速等传感器,是飞控系统的基础。其中,加速度传感器是很多无人机的标配,主要用于确定位置和无人机的飞行姿态,在维持无人机飞行控制中起到关键的作用。MEMS加速度传感器有多种方式感知运动姿态,能够感知微型集成电路的微小运动。这类运动改变了结构中电流的移动,从而指示与重力有关的位移变化。

惯性测量单元

伴随着苹果在iPhone上大量应用加速计、陀螺仪、地磁传感器等,MEMS惯性传感器从2011年开始大规模兴起,6轴、9轴的惯性传感器也逐渐取代了单个传感器,成本和功耗进一步降低,成本仅在几美元。另外GPS芯片仅重0.3克,价格不到5美元。

目前,在消费级无人机上,惯性测量单元结合GPS是维持方向和飞行路径的关键。随着无人机智能化的发展,方向和路径控制是重要的空中交通管理规则。惯性测量单元采用的多轴磁传感器,在本质上都是精准度极高的小型指南针,通过感知方向将数据传输至中央处理器,从而指示方向和速度。

 

民用无人机装载有多种传感器元件,资料图


电子罗盘

在无人机上,电子罗盘主要用于提供关键性的惯性导航和方向定位系统的信息。较其他传感器相比,电子罗盘有明显的地功耗优势,同时具有高精度、响应时间短等特点,非常适用于无人机的应用。

倾角传感器

集成了陀螺仪和加速度传感器的倾角传感器,为无人机飞控系统,提供了保持水平飞行的数据。这在易碎品运输和投递过程中最重要的稳定性监测应用程序。通过结合陀螺仪和加速度传感器,能够测量到无人机细微的运动变化,使得倾角传感器能够应用于移动程序,如汽车或无人驾驶飞机的陀螺补偿中。

电流传感器

在无人机中,电能的消耗和使用非常重要,尤其是在电池供电的情况下。电流传感器可用于监测和优化电能消耗,确保无人机内部电池充电和电机故障检测系统的安全。电流传感器工作通过测量电流,理想的情况下提供电气隔离,以减少电能损耗和消除电击损坏用户系统的机会。同时,具有快速的响应时间和高精度的电流传感器,还可优化无人机电池的寿命和性能。

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