无人机各模块详解与技术分析复习过程

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无人机应用知识:无人机多旋翼控制系统分析与设计

无人机应用知识:无人机多旋翼控制系统分析与设计

无人机应用知识:无人机多旋翼控制系统分析与设计随着无人机技术的发展和应用领域的扩大,无人机控制系统及其相关技术已经成为无人机研究和应用中不可或缺的一部分。

本文旨在分析和探讨无人机多旋翼控制系统的基本原理、工作过程以及相关的设计方法和技巧。

一、多旋翼控制系统基本原理多旋翼无人机控制系统可以分为四个部分:传感器、控制器、执行机构和电源。

其中传感器负责获取无人机的运动状态数据,控制器则根据传感器数据计算出运动控制信号,执行机构负责根据控制信号对无人机进行控制,电源则提供控制系统和执行机构所需的能量。

在多旋翼控制系统中,最基本的控制方式是PID控制。

PID控制根据当前偏差量,即参考信号和实际输出的差值,通过比例积分微分计算出控制信号,然后输出给执行机构对无人机进行动态调整。

二、多旋翼控制系统工作过程在多旋翼无人机起飞时,传感器系统通过加速度计、陀螺仪等获取无人机的各项运动参数,控制器则根据这些传感器数据计算出控制信号,通过电调控制无人机电机工作,从而完成飞行动作。

控制器系统根据预设好的姿态角和控制策略计算出欲输出的控制信号,该控制信号会载波调制,以无线电的方式传输给无人机上面的电调(电调是用于调节电机的电压、电流和功率,控制电机加减速的装置),电调接收到控制信号后再将处理后的指令信号传递给电机,从而实现对无人机运动状态的调整。

三、多旋翼控制系统设计方法与技巧1、传感器选择:重要的无人机传感器包括加速度计、陀螺仪、罗盘等。

这些传感器需要具备高精度、高稳定性、低功耗等特点,才能保证控制系统的准确性和鲁棒性。

2、控制器算法优化:为了更好的控制无人机,需要考虑采用更加高效、准确的PID算法。

一般来说,需要优化参数、增加控制算法等方法来提升控制算法的性能。

3、执行机构选择:执行机构包括电机、电调等。

需要考虑其所需要的功率、重量、响应速度等因素,以及相关的信号输入接口和管理软件等因素,才能满足无人机的特定需求。

4、系统稳定性:为了保证无人机控制系统的稳定性,需要对传感器、控制器和执行机构等部分进行调试和验证。

无人机操控与维护中的技术要点解析

无人机操控与维护中的技术要点解析

无人机操控与维护中的技术要点解析随着科技的不断进步,无人机作为一种重要的航空器,已经在各个领域得到广泛应用。

无人机的操控与维护是确保其安全运行和有效使用的关键。

本文将从无人机的操控技术、维护要点以及未来发展方向等方面进行分析和探讨。

一、无人机操控技术1. 遥控技术:无人机的操控主要依赖于遥控技术。

遥控器作为操控的核心设备,通过无线信号与无人机建立连接,实现对其飞行、拍摄、悬停等功能的控制。

遥控技术的稳定性和精准度对于无人机的操控至关重要。

2. 自动化技术:随着人工智能和自动化技术的发展,无人机的自主飞行能力越来越强。

通过搭载各种传感器和算法,无人机可以实现自主避障、自动起降、路径规划等功能。

这些自动化技术的应用,不仅提高了无人机的飞行安全性,还提高了操作的便捷性和效率。

3. 数据传输技术:在无人机的操控过程中,数据的传输是至关重要的。

无人机需要将传感器采集到的数据及时传回地面控制中心,以便操作员进行实时监控和决策。

因此,高效可靠的数据传输技术是无人机操控的关键之一。

二、无人机维护要点1. 机身检查:无人机的机身是其运行的基础,因此定期进行机身检查是非常重要的。

包括检查机身结构是否完好、螺旋桨是否松动、电池是否正常等。

机身检查的目的是确保无人机在飞行过程中不出现意外情况,保证飞行安全。

2. 电池维护:无人机的电池是其动力来源,因此电池的维护也是非常重要的。

定期检查电池的充电状态、电池温度、电池容量等,并根据使用情况合理充放电,以延长电池的寿命。

3. 摄像设备维护:无人机常常搭载摄像设备,用于拍摄照片或录制视频。

因此,定期检查和清洁摄像设备是必要的,以确保图像质量和拍摄效果。

此外,还需要注意保护摄像设备,避免碰撞或损坏。

4. 软件更新:无人机的软件系统也需要定期更新,以保持其功能的完善和稳定。

软件更新通常包括系统补丁、新功能的添加以及性能的优化等。

及时进行软件更新可以提升无人机的操控性和安全性。

三、无人机操控与维护的未来发展1. 自主化:随着人工智能和自动化技术的不断发展,无人机的操控和维护将更加自主化。

《无人机工作系统实用技术》PPT课件模块7 无人机载荷系统

《无人机工作系统实用技术》PPT课件模块7  无人机载荷系统
测绘无人机相比传统人工测绘有高精度、高效率、低成本的优点。 测绘领域常使用的单相机:通常为索尼5100,这是满足任务需求
的情况下最具性价比的方案。也有用更高画质的A7R,A74,甚至 佳能5D、飞思一亿像素。根据实际情况够用就好,在价格和工作 效率、分辨率之间做权衡。 如果把多个相机进行组装,在前、后、左、右、中,每一个角度对 应一台相机,就组成了倾斜相机。
(1)植保载荷 无人机的植保载荷是用于农业植物的喷洒农药等工作,通过地面遥控或导航飞控,来实现喷洒作业,可以喷 洒药剂、种子、粉剂等。植保无人机在效率、安全、环保、防治效果、成本等方面大幅领先与传统的人工植保方式,成为农 业新的发展方向。
(2)物流运输载荷 电商的不断发展带来了快递业务量的与日倍增,同样,随之而来的是对快递行业能力的严峻挑战,交易 商品越来越多,提高保证配送的速度和质量,物流运输无人机应运而生。此类无人机载荷多为货仓,有固定式和可自动装卸 式两种。无人机的类型也多种多样,不论是固定翼还是多旋翼或者垂直起降固定翼,均有相应的发展空间。
相机增稳系统也称为机载云台,拍摄设备的增稳系统主要由无刷电机、陀 螺仪传感器以及微控制器组成。云台是安装、固定摄像机的支撑设备,在 多旋翼无人机飞行产生晃动和振动时起到稳定相机的作用,同时是实现摄 像机姿态控制的装置
无人机云台的工作原理便是利用了多旋翼无人机利用陀螺仪平稳飞行的原 理。当多旋翼无人机向某一角度倾斜时会被陀螺仪感应到,之后会利用算 法迅速加强倾斜角度方向的电机动力,从而使无人机恢复平衡。一般无人 机云台都能满足相机的三个活动自由度X、Y、Z轴旋转,每个轴心内都安 装有电机,当无人机倾斜时,同样会配合陀螺仪给相应的云台电机加强反 方向的动力,防止相机随无人机倾斜,从而避免相机抖动。
(1)照相机类载荷 此类无人机载荷主要由单反相机组成。多数为固定翼无人机载荷。工作内容主要为航行 测绘,倾斜摄影等。因为测绘需要大面积的土地的地形数据,通常旋翼无法承载重量较高,分辨率较高的单 反相机执行大规模的测绘任务,所以搭载这种载荷的多为固定翼。

无人机航拍数据处理与分析方法总结

无人机航拍数据处理与分析方法总结

无人机航拍数据处理与分析方法总结引言:近年来,无人机航拍技术的快速发展使得航拍数据的获取变得更加容易和经济高效。

然而,处理和分析这些大量的航拍数据成为了一个巨大的挑战。

本文将总结几种常见的无人机航拍数据处理与分析方法,旨在为相关研究人员和从业者提供一些参考和指导。

一、航拍数据处理方法1. 数据采集与存储无人机航拍数据处理的第一步是数据采集与存储。

在数据采集方面,可以利用高分辨率相机、激光雷达等设备采集影像和点云数据。

对于数据存储,常用的方法是使用硬盘或云存储平台,确保数据的安全和可靠性。

2. 数据预处理与校正在进行数据分析之前,对航拍数据进行预处理和校正非常重要。

这包括对影像进行去噪、几何校正、色彩校正和投影变换等操作,以确保数据的质量和准确性。

3. 图像拼接与融合无人机航拍数据往往包含大量的图像,因此图像拼接与融合是一种常用的数据处理方法。

通过利用图像间的共同点进行匹配和拼接,可以生成更大范围的高分辨率图像。

同时,还可以通过图像融合技术将多个频谱范围的图像合并,以获得更丰富的信息。

二、航拍数据分析方法1. 特征提取与分类航拍数据中蕴含了丰富的地物信息,因此特征提取与分类是一种常见的数据分析方法。

通过利用计算机视觉和机器学习算法,可以提取出图像中的建筑物、植被、道路等特征,并进行分类和识别。

这些特征提取结果可以用于城市规划、环境监测、农业等领域。

2. 三维重建与测量无人机航拍数据通常包括了大量的点云信息,可以通过三维重建与测量技术进行分析。

通过利用三维点云的坐标信息,可以生成高精度的数字地形模型(DTM)和数字表面模型(DSM)。

同时,还可以进行几何测量、体积计算等分析,用于土地勘测、工程测量等应用。

3. 变化检测与监测无人机航拍数据还可以用于变化检测和监测。

通过对多期航拍数据的比对,可以发现建筑物改变、植被生长和土地利用变化等信息。

这种变化检测与监测方法可以应用于城市发展规划、环境评估和自然灾害监测等方面。

无人机应用知识:无人机的控制系统及算法介绍

无人机应用知识:无人机的控制系统及算法介绍

无人机应用知识:无人机的控制系统及算法介绍无人机是一种无人驾驶的飞行器,大幅提升了人类的观察、勘察和采集能力。

无人机的控制系统和算法是无人机成功运作的关键,本文将为大家介绍无人机控制系统的工作原理和常用的算法。

一、无人机控制系统的工作原理无人机控制系统的核心是飞行控制器(Flight Controller,FC)。

飞行控制器主要包括传感器、CPU、调制解调器和电源系统等组成,其中传感器和CPU是最为重要的部分。

1.传感器飞行控制器的传感器主要包括以下几种:(1)加速度计(Accelerometer):用于测量飞行器的加速度,确定其加速度的大小和方向。

(2)陀螺仪(Gyroscope):用于测量飞行器的角速度,确定其旋转速度和方向。

(3)磁力计(Magnetometer):用于测量飞行器所处的磁场,确定其所在的方向。

(4)气压计(Barometer):用于测量飞行器所处的高度,确定其海拔高度。

2. CPU飞行控制器中的CPU负责运算和控制,其主要功能包括数据采集、信号处理、控制计算和控制输出等。

通过分析传感器采集的数据,CPU可以得到飞行器的实时状态信息,从而根据预设的控制算法进行计算,输出给各个执行机构控制指令,从而调整飞行器的运动状态。

3.调制解调器调制解调器是飞行控制器与地面站进行通信的设备,主要负责接收地面站发送的指令,并将飞行器状态信息上传到地面站。

4.电源系统飞行控制器需要电源供电,无人机通常使用锂电池作为主要电源。

电源系统设计不当会对飞行控制器的性能产生影响,例如电源电压波动会导致飞行控制器输出的控制指令不稳定。

二、常用的无人机控制算法无人机的控制算法是控制系统重要的组成部分,其好坏直接决定着飞行器飞行的稳定性和精度。

以下是几种常用的无人机控制算法。

1. PID控制算法PID控制算法是一种常见的飞行器控制算法,其作用是通过将飞行器的状态与期望状态之间的误差作为控制量,不断调整飞行器的姿态以尽可能减小误差。

无人机各模块详解与技术分析

无人机各模块详解与技术分析

无人机各模块详解与技术分析如今无人机成为了展会最大的热点之一,大疆(DJI)、Parrot、3D Robotics、AirDog 等知名无人机公司都有展示他们的最新产品。

甚至是英特尔、高通的展位上展出了通信功能强大、能够自动避开障碍物的飞行器。

无人机在2015年已经迅速地成为现象级的热门产品,甚至我们之前都没有来得及细细研究它。

与固定翼无人机相比,多轴飞行器的飞行更加稳定,能在空中悬停。

主机的硬件结构及标准的遥控器的结构图如下图。

四轴飞行器系统解析图遥控器系统解析图以上只是标准产品的解剖图,有些更加高级的如针对航模发烧友和航拍用户们的无人机系统,还会要求有云台、摄像头、视频传输系统以及视频接收等更多模块。

飞控的大脑:微控制器在四轴飞行器的飞控主板上,需要用到的芯片并不多。

目前的玩具级飞行器还只是简单地在空中飞行或停留,只要能够接收到遥控器发送过来的指令,控制四个马达带动桨翼,基本上就可以实现飞行或悬停的功能。

意法半导体高级市场工程师介绍,无人机/多轴飞行器主要部件包括飞行控制以及遥控器两部分。

其中飞行控制包括电调/马达控制、飞机姿态控制以及云台控制等。

目前主流的电调控制方式主要分成BLDC方波控制以及FOC正弦波控制。

新唐的MCU负责人表示:多轴飞行器由遥控,飞控,动力系统,航拍等不同模块构成,根据不同等级产品的需求,会采用到不同CPU内核。

例如小四轴的飞行主控,因功能单纯,体积小,必须同时整合遥控接收,飞行控制及动力驱动功能;中高阶多轴飞行器则采用内建DSP 及浮点运算单元的,负责飞行主控功能,驱动无刷电机的电调(ESC)板则采用MINI5($1.0889)系列设计。

低阶遥控器使用SOP20 封装的4T 8051 N79E814;中高阶遥控器则采用Cortex-M0 M051系列。

另外,内建ARM9及H.264视频边译码器的N329系列SOC则应用于2.4G 及5.8G的航拍系统。

在飞控主板上,目前控制和处理用得最多的还是MCU而不是CPU。

植保无人机操控技术课件:植保无人机故障分析及检修

植保无人机操控技术课件:植保无人机故障分析及检修

植保无人机故障分析及检修
学习任务三 植保无人机动力系统故障分析及维 修
植保无人机故障分析及检修
知识目标
掌握电机电调故障分析及维修。 掌握电池与小电故障分析及维修
知识点1:电机电调故障与维修
植保无人机的拆装
1.电机异响、堵转、转速异常 处理方法:检查电机是否进异物、电机变形、电机轴承松动。 2.提示起飞异常 处理方法: (1)检查对应的问题电机与电调的连接情况(如接触不良)。 (2)必要时,可拆除全部桨叶检查四个电机是否可以正常工作(注意必须按拆换桨叶流程操作)。 (3)如果故障持续存在,请更换电调。 3.提示打桨失败 处理方法: (1)飞机重新上电,手动打桨或者让飞机再次自动起飞,如果飞机打桨成功,就可以确认问题解决。 (2)如果故障持续出现(飞机打桨失败),根据飞控指示灯提示去检查动力连线或重新校正磁罗盘。 4.电机不能连续转动 处理方法:检查电机电调连接,包括相关电机电调线束。 5.发出滴滴响声
知识点1:飞控模块故障与维修
(3)飞控 GPS 无定位、信号弱、无通讯 处理方法: 1)观察起飞点旁边是否有树木或建筑物等物体遮挡。 2)是否有高压线、变电站、信号塔、军事基地及机场等外界干扰。 3)重新上电飞机。 4)检查飞控 GPS 和飞控模块的连接是否正常。 5)更换飞控 GPS 模块。
植保无人机故障分析及检修
植保无人机故障分析及检修
知识点2:传感器模块故障与维修
植保无人机的拆装
1.高度传感器无通信 处理方法:检查相关线束,更换距离传感器。 2.高度传感器读数过低 处理方法: (1)检查高度传感器是否松动,确保高度传感器圆锥里的金属面清洁,无腐蚀,内壁无凸起杂物粘附。 (2)检查是否有电源线或其他配件离传感器太近,这些将影响传感器感知区域。 (3)如果故障依然存在,请更换距离传感器。 3.高度传感器接口断连 处理方法:请检查高度传感器和距离传感器模块之间的连接,如果连接没问题但故障持续,请更换高度传感器 。 4.异常升高、不防地 处理方法:请检查高度传感器(圆锥里的金属面清洁,无腐蚀,内壁无凸起杂物粘附以及附近是否有松动的线 )和距离传感器(圆环面是否清洁)。

无人机数据处理流程全面解析

无人机数据处理流程全面解析

无人机数据处理流程全面解析随着无人机技术的发展,无人机已成为许多行业中不可或缺的一部分。

然而,无人机拍摄的照片和视频,需要经过一系列的数据处理流程,才能得到高质量的成品。

在本文中,我们将全面解析无人机数据处理流程。

第一步:数据采集数据采集是整个数据处理流程中最重要的一步。

在进行数据采集前,需要规划好拍摄区域。

首先,确定所需的数据类型(如照片或视频),然后,为每个区域制定一个数据采集计划,并确定适当的飞行高度和方向。

之后,根据计划拍摄数据,并将其导出到计算机中进行后续处理。

第二步:数据组织和处理在数据采集完成后,需要对数据进行组织和处理。

这包括将照片或视频从无人机或存储卡中导入到计算机中,然后将其转换为标准的格式,以便后续的分析和处理。

此外,还需要对数据进行校验和清理。

首先,需要校验照片或视频是否完整。

如果数据不完整,需要重新采集。

其次,需要清除无用的数据,并对数据进行分类和序列化。

第三步:图像处理图像处理是无人机数据处理的核心部分。

在进行图像处理前,需要将图像预处理。

首先,对图像进行去噪处理,以增强图像质量。

其次,进行矫正,将图像转换为准确的地理坐标。

最后,对图像进行校正,以消除光线变化、摄像机摆动等影响因素。

在完成图像预处理后,进行图像分割和特征提取。

图像分割是将图像分解成各个组成部分的过程。

特征提取是从分割后的各个组成部分中提取有用的信息。

第四步:数据分析和应用数据分析和应用是无人机数据处理中的最后一步。

在进行数据分析前,需要根据具体应用场景和需求,确定合适的分析方法。

例如,如果是用于农业,可以进行作物生长分析和病害检测。

如果是用于地质探测,可以进行地质分析和矿产检测。

无论是哪种应用场景,都需要进行数据分析,以得出有用的结论和指导决策。

总结:无人机数据处理流程可以分为数据采集、数据组织和处理、图像处理和数据分析和应用四个步骤。

每个步骤都至关重要,缺陷任何一个环节都可能导致数据处理失败。

为了能够高效、准确地完成无人机数据处理,我们需要不断学习和更新数据处理技术,提高数据处理能力,将无人机技术应用于更广泛的领域。

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无人机各模块详解与技术分析
如今无人机成为了展会最大的热点之一,大疆(DJI)、Parrot、3D Robotics、AirDog 等知名无人机公司都有展示他们的最新产品。

甚至是英特尔、高通的展位上展出了通信功能强大、能够自动避开障碍物的飞行器。

无人机在2015年已经迅速地成为现象级的热门产品,甚至我们之前都没有来得及细细研究它。

与固定翼无人机相比,多轴飞行器的飞行更加稳定,能在空中悬停。

主机的硬件结构及标准的遥控器的结构图如下图。

四轴飞行器系统解析图
遥控器系统解析图
以上只是标准产品的解剖图,有些更加高级的如针对航模发烧友和航拍用户们的无人机系统,还会要求有云台、摄像头、视频传输系统以及视频接收等更多模块。

飞控的大脑:微控制器
在四轴飞行器的飞控主板上,需要用到的芯片并不多。

目前的玩具级飞行器还只是简单地在空中飞行或停留,只要能够接收到遥控器发送过来的指令,控制四个马达带动桨翼,基本上就可以实现飞行或悬停的功能。

意法半导体高级市场工程师介绍,无人机/多轴飞行器主要部件包括飞行控制以及遥控器两部分。

其中飞行控制包括电调/马达控制、飞机姿态控制以及云台控制等。

目前主流的电调控制方式主要分成BLDC方波控制以及FOC正弦波控制。

新唐的MCU负责人表示:多轴飞行器由遥控,飞控,动力系统,航拍等不同模块构成,根据不同等级产品的需求,会采用到不同CPU内核。

例如小四轴的飞行主控,因功能单纯,体积小,必须同时整合遥控接收,飞行控制及动力驱动功能;中高阶多轴飞行器则采用内建DSP 及浮点运算单元的,负责飞行主控功能,驱动无刷电机的电调(ESC)板则采用MINI5($1.0889)系列设计。

低阶遥控器使用SOP20 封装的4T 8051 N79E814;中高阶遥控器则采用Cortex-M0 M051系列。

另外,内建ARM9及H.264视频边译码器的N329系列SOC则应用于2.4G 及5.8G的航拍系统。

在飞控主板上,目前控制和处理用得最多的还是MCU而不是CPU。

由于对于飞行控制方面主要都是浮点运算,简单的ARM Cortex-M4内核32位MCU都可以很
好的满足。

有的传感器MEMS芯片中已经集成了DSP,与之搭配的话,更加简单的8位单片机也可以做到。

高通和英特尔推的飞控主芯片
CES上我们看到了高通和英特尔展示了功能更为丰富的多轴飞行器,他们采用了比微控制器(MCU)更为强大的CPU或是ARM Cortex-A系列处理器作为飞控主芯片。

例如,高通CES上展示的Snapdragon Cargo无人机是基于高通Snapdragon 芯片开发出来的飞行控制器,它有无线通信、传感器集成和空间定位等功能。

Intel CEO Brian Krzanich也亲自在CES上演示了他们的无人机。

这款无人机采用了“RealSense”技术,能够建起3D地图和感知周围环境,它可以像一只蝙蝠一样飞行,能主动避免障碍物。

英特尔的无人机是与一家德国工业无人机厂商Ascending Technologies合作开发,内置了高达6个英特尔的“RealSense”3D摄像头,以及采用了四核的英特尔凌动(Atom)处理器的PCI-express定制卡,来处理距离远近与传感器的实时信息,以及如何避免近距离的障碍物。

这两家公司在CES展示如此强大功能的无人机,一是看好无人机的市场,二是美国即将推出相关法规,对无人机的飞行将有严格的管控。

此外,活跃在在机器人市场的欧洲处理器厂商XMOS也表示已经进入到无人机领域。

XMOS公司市场营销和业务拓展副总裁Paul Neil博士表示,XMOS的xCORE
多核微控制器系列已被一些无人机/多轴飞行器的OEM客户采用。

在这些系统中,XMOS多核微控制器既用于飞行控制也用于MCU内部通信。

Paul Neil说:xCORE多核微控制器拥有数量在8到32个之间的、频率高达500MHz 的32位RISC内核。

xCORE器件也带有Hardware Response I/O接口,它们可提供卓越的硬件实时I/O性能,同时伴随很低的延迟。

“这种多核解决方案支持完全独立地执行系统控制与通信任务,不产生任何实时操作系统(RTOS)开销。

xCORE 微控制器的硬件实时性能使得我们的客户能够实现非常精确的控制算法,同时在系统内无抖动。

xCORE多核微控制器的这些优点,正是吸引诸如无人机/多轴飞行器这样的高可靠性、高实时性应用用户的关键之处。


多轴飞行器需要用到四至六颗无刷电机(马达),用来驱动无人机的旋翼。

而马达驱动控制器就是用来控制无人机的速度与方向。

原则上一颗马达需要配置一颗8位MCU来做控制,但也有一颗MCU控制多个BLDC马达的方案。

多轴无人机的EMS/传感器
某无人机方案商总经理认为,目前业内的玩具级飞行器,虽然大部分从三轴升级到了六轴MEMS,但通常采用的都是消费类产品如平板或手机上较常用的价格敏
感型型号。

在专业航拍以及专为航模发烧友开发的中高端无人机上,则会用到质量更为价格更高的传感器,以保障无人机更为稳定、安全的飞行。

这些MEMS传感器主要用来实现飞行器的平稳控制和辅助导航。

飞行器之所以能悬停,可以做航拍,是因为MEMS传感器可以检测飞行器在飞行过程中的俯仰角和滚转角变化,在检测到角度变化后,就可以控制电机向相反的方向转动,进而达到稳定的效果。

这是一个典型的闭环控制系统。

至于用MEMS传感器测量角度变化,一般要选择组合传感器,既不能单纯依赖加速度计,也不能单纯依赖陀螺仪,这是因为每种传感器都有一定的局限性。

比如说陀螺仪输出的是角速度,要通过积分才能获得角度,但是即使在零输入状态时,陀螺依然是有输出的,它的输出是白噪声和慢变随机函数的叠加,受此影响,在积分的过程中,必然会引进累计误差,积分时间越长,误差就越大。

这就需要加速度计来校正陀螺仪,因为加速度计可以利用力的分解原理,通过重力加速度在不同轴向上的分量来判断倾角。

由于没有积分误差,所以加速度计在相对静止的条件下可以校正陀螺仪的误差。

但在运动状态下,加速度计输出的可信度就要下降,因为它测量的是重力和外力的合力。

较常见的算法就是利用互补滤波,结合加速度计和陀螺仪的输出来算出角度变化。

ADI亚太区微机电产品市场和应用经理表示,ADI产品主要的优势就是在各种恶
劣条件下,均可获得高精度的输出。

以陀螺仪为例,它的理想输出是只响应角速度变化,但实际上受设计和工艺的限制,陀螺对加速度也是敏感的,就是我们在陀螺仪数据手册上常见的deg/sec/g的指标。

对于多轴飞行器的应用来说,这个指标尤为重要,因为飞行器中的马达一般会带来较强烈的振动,一旦减震控制不好,就会在飞行过程中产生很大的加速度,那势必会带来陀螺输出的变化,进而引起角度变化,马达就会误动作,最后给终端用户的直观感觉就是飞行器并不平稳。

除此之外,在某些情况下,如果飞行器突然转弯,可能会造成输入转速超过陀螺仪的测试量程,理想情况下,陀螺仪的输出应该是饱和输出,待转速恢复到陀螺仪量程范围后,陀螺仪再正确反应实时的角速度变化,但有些陀螺仪确不是这样,一旦输入超过量程,陀螺便会产生震荡输出,给出完全错误的角速度。

还有某些情况下,飞行器会受到较大的加速度冲击,理想情况陀螺仪要尽量抑制这种冲击,ADI的陀螺仪在设计的时候,也充分考虑到这种情况,利用双核和四核的机械结构,采用差分输出的原理来抑制这种“共模”的冲击,准确测量“差模”的角速度变化。

但某些陀螺仪在这种情况下会产生非常大错误输出,甚至是产生震荡输出。

“对于飞行器来说,最重要的一点就是安全,无论它的硬件设计还是软件设计,都要首先保证安全,而后才是极致的用户体验。


“未来飞行器上的MEMS产品也会向集成化方向发展,比如3轴加速度加上3
轴陀螺仪的集成产品,甚至是SOC,把处理器也集成进去,直接提供角度输出供后端处理器调用。

由于飞行器的应用场景一般都是户外,客户势必会做全温范围内的温度补偿,而在出厂前就对MEMS产品做好了全温范围内的温补,或者是设计超级低温漂的传感器,都会是MEMS产品在这一领域的发展方向。

当然可靠性依然是最重要的指标。

”他认为。

随着无人机的功能不断增加,GPS传感器、红外传感器、气压传感器、超声波传感器越来越多地被用到无人机上。

方案商已经在利用红外和超声波传感器来开发出可自动避撞的无人机,以满足将来相关法规的要求。

集成了GPS传感器的无人机则可以实现一键返航功能,防止无人机飞行丢失。

而内置了GPS功能的无人机,可以在软件中设置接近机场或航空限制的敏感地点,不让飞机起飞。

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