一起來(lái)看看無(wú)人機(jī)上有哪些傳感器

       保證無(wú)人機(jī)在天上實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定飛行，完成各種不同的操作，需要使用到哪些傳感器呢? 帶您一起了解一下：

（1）無(wú)人機(jī)的特征

無(wú)人機(jī)動(dòng)作必須非常精確，除安全穩(wěn)定外，還必須能飛行到預(yù)期的高度并有效進(jìn)行溝通。所以，無(wú)人機(jī)必須具備以下特征：

安全穩(wěn)定：無(wú)人機(jī)必須安全穩(wěn)定，不可無(wú)預(yù)警突然震動(dòng)、搖晃或傾斜，否則，就會(huì)失去平衡并墜毀。

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、方向與高度。

抵抗各種環(huán)境條件：無(wú)人機(jī)必須能抵抗下雨、灰塵、高溫等環(huán)境狀況。并且不止外部材質(zhì)，無(wú)人機(jī)內(nèi)部所使用的電子零件也必須具備條件。

低耗能：無(wú)人機(jī)將會(huì)變得越來(lái)越輕，因此怎樣保證超低耗能以盡可量縮減電池外型尺寸就顯得極為重要。

環(huán)境感知：環(huán)境傳感技術(shù)逐漸崛起，是無(wú)人機(jī)最關(guān)鍵的發(fā)展領(lǐng)域之一。當(dāng)下的無(wú)人機(jī)都具備多種傳感器以監(jiān)測(cè)環(huán)境。

聯(lián)網(wǎng)功能：聯(lián)網(wǎng)功能是無(wú)人機(jī)崛起并深受市場(chǎng)歡迎的重要因素。無(wú)人機(jī)可通過(guò)簡(jiǎn)單的智能手機(jī)、遙控器或直接通過(guò)云端加以控制。應(yīng)根據(jù)不同使用案例，提供適合的聯(lián)網(wǎng)功能解決方案。有的無(wú)人機(jī)會(huì)采用多種聯(lián)網(wǎng)功能解決方案，以滿足多用途使用案例的需求。

（2）飛行控制器

飛行控制器（FC）相當(dāng)于無(wú)人機(jī)的大腦及操作系統(tǒng)。飛行控制器通過(guò)無(wú)人機(jī)上搭載的各類(lèi)傳感器獲得數(shù)據(jù)，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行演算處理從而控制機(jī)體的飛行。除此之外，飛行控制器也承擔(dān)信息傳遞的職責(zé)。

飛行控制器內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由兩大部分構(gòu)成——IMU（慣性檢測(cè)裝置）和CPS模塊。可以說(shuō)無(wú)人機(jī)的飛行性能的高與低，就源于這個(gè)飛行控制器。無(wú)人機(jī)平穩(wěn)飛行不可缺少的飛行控制器中的內(nèi)部傳感器（IMU）。IMU指的是慣性測(cè)量單元，大多用在需要進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制的設(shè)備，如汽車(chē)和機(jī)器人，也被用在需要用姿態(tài)進(jìn)行精密位移推算的場(chǎng)合。一般來(lái)說(shuō)IMU就包含了加速度傳感器和陀螺儀。 

（3）無(wú)人機(jī)上的傳感器

IMU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)行。 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。它能保證決定無(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0G輸出，而Z軸則為1G輸出。 地球上所有對(duì)象所承受的重力均為1G。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0G輸出，Y軸則施以1G輸出。傾斜時(shí)，XYZ軸均施以0到1G之間的輸出。相關(guān)數(shù)值便可應(yīng)用于三角公式，讓無(wú)人機(jī)達(dá)到特定傾斜角度。

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、方向，甚至是無(wú)人機(jī)高度的變化率。 加速度計(jì)還可以用來(lái)監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)所承受的震動(dòng)。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。陀螺儀是相當(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)：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。

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。意法半導(dǎo)體已推出LPS22HD壓力傳感器，數(shù)據(jù)速率達(dá)200Hz可滿足預(yù)測(cè)高度時(shí)的需求。

超聲波傳感器：無(wú)人機(jī)采用超聲波傳感器就是利用超聲波碰到其他物質(zhì)會(huì)反彈這一特性，進(jìn)行高度控制。前面就提到過(guò)近地面的時(shí)候，利用氣壓傳感器是無(wú)法應(yīng)對(duì)的。但是利用超聲波傳感器在近地面就能夠?qū)崿F(xiàn)高度控制。這樣一來(lái)氣壓傳感器同超聲波傳感器一結(jié)合，就可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)無(wú)論是在高空還是低空都能夠平穩(wěn)飛行。

GPS：無(wú)人機(jī)也有導(dǎo)航系統(tǒng)。通過(guò)GPS，能夠知道無(wú)人機(jī)機(jī)體的位置信息。最近的無(wú)人機(jī)開(kāi)始不單單只采用GPS，有些機(jī)型會(huì)同時(shí)利用GPS與其他的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相結(jié)合，同時(shí)接收多種信號(hào)，檢測(cè)無(wú)人機(jī)位置。無(wú)論是設(shè)定經(jīng)度緯度進(jìn)行自動(dòng)飛行，還是保持定位進(jìn)行懸停，GPS都是極其重要的功能。

除上述的幾種傳感器，無(wú)人機(jī)還會(huì)用到檢測(cè)電壓電流狀態(tài)的傳感器、檢測(cè)障礙物的紅外線傳感器。正是這些宛如人感官一般的傳感器在無(wú)人機(jī)中發(fā)揮作用，無(wú)人機(jī)才能夠在空中平穩(wěn)飛行。