无人机的市场规模和利用领域正在蓬勃发展,几乎每隔一段时间就会涌现新的利用••。无论是邮件或包裹的递送¶••⊿老少皆宜的娱乐¶••⊿安全监控¶••⊿农业或工业的管理,还是开辟航拍摄影的新天地,随处都可见无人机的身影••。


最初,大多数无人机不过是简略的玩具••。然而,它们的飞行能力有了明显的进步,让它们的操控更安全¶••⊿更稳固¶••⊿更容易,从而使它们在现实生活中的利用也越来越广泛••。


这些能力进步的要害因素是应用了高性能的微机电系统(MEMS)传感器,因而无人机中的传感器市场正在快速地增长••。


无人机能够保持方向稳固¶••⊿被用户精准操控,或者主动飞行,都依附于惯性MEMS传感器••。然而,无人机面临的一些寻衅使其系统设计变得复杂:电机校准得不够完善¶••⊿系统动力随负载不同而变更¶••⊿运行条件迅速变换,或者传感器引入不正确的信息••。这些都可能导致定位处理产生偏差,最终导致导航时涌现地位毛病,甚至导致无人机故障••。


要让无人机不只是玩具,甚至“更上一层楼”,配备高性能的MEMS传感器和先进的软件是必不可少的••。高级无人机上高精度的惯性测量单元(IMU)¶••⊿气压传感器¶••⊿磁力计¶••⊿专用传感器节点(ASSN)以及传感器之间的数据融合,都对其飞行性能有直接和本质性的影响••。


受尺寸限制以及苛刻的环境和运行条件,如温度波动和振动,都对传感器的请求提升到新的程度••。MEMS传感器必须尽可能地减少这些影响,并供给精准可靠的测量••。


实现精彩的飞行性能的方法重要有:软件算法(如传感器校准和数据融合)¶••⊿机械系统设计(如减少振动),以及根据无人机制作商的请求和需求选择MEMS传感器••。下面我们通过一些实例重点关注一下MEMS传感器••。


航姿参考系统(AHRS)是无人机的“心脏”,它包含惯性传感器¶••⊿磁力计和处理单元••。AHRS可预估设备的行进方向,如滚转¶••⊿俯仰和偏航的角度••。传感器的不正确性,如偏移¶••⊿敏锐度误差或热漂移,会导致定向误差••。图1显示了定向误差(滚动¶••⊿俯仰角度)与加速度计偏移的函数关系,定向误差通常是传感器误差链中最大的因素••。例如,仅20mg的加速度偏移量将导致设备涌现1度的方向误差••。


磁力计就像是指南针,可以根据地球的磁场为无人机确立航向••。正如电子罗盘,正是一款3轴的数字磁力计••。可供给9个自由度(DoF)的解决方案,用于航向估算和导航••。在很宽的温度领域内都能保持良好性能,具有16位分辨率和抗强磁场能力(无磁化供给稳固的传感器偏移),因而非常合适无人机利用,并能够最大限度地减少校准传感器偏移所需的工作量••。


现在,即便是低成本的玩具无人机,也广泛具有复杂的功效••。首先,通过利用IMU的输出,稳固器能将无人机保持程度••。通过集成来自气压传感器的数据,能够将无人机保持高度和地位不变••。例如,在玩具利用中,它可把持无人机在高度不变时进行翻转••。成果是操控师不再需要消费那么多小时的练习来控制基础操控,且会明显降低产生意外碰撞的风险••。


技巧的演变,成绩高精度光纤陀螺仪

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高性能惯性姿势传感器,打造无人机壮大功效

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2019/4/17 15:10:00

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