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最初,大多數(shù)無人機(jī)都是相對簡單的玩具。然而,最近,它的飛行能力顯著提高,其更安全、更穩(wěn)定、更容易控制這些優(yōu)點使其得到更廣泛的應(yīng)用。 高性能微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)傳感器的應(yīng)用是這一改進(jìn)的關(guān)鍵因素之一。無人機(jī)傳感器市場正在快速增長: 根據(jù)IHS Markit(消費和移動設(shè)備運(yùn)動傳感器——2017年)的數(shù)據(jù),到2021年,無人機(jī)和玩具直升機(jī)的MEMS運(yùn)動傳感器(即加速度計、陀螺儀、IMU和壓力傳感器)市場預(yù)計將達(dá)到約7000萬臺,2018年至2021年復(fù)合增長17%?! EMS傳感器對無人機(jī)飛行性能的影響 由于使用了慣性MEMS傳感器,無人機(jī)可以確保其方向穩(wěn)定,可以由用戶精確控制,甚至可以自主飛行。然而,一些挑戰(zhàn)使無人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜化,例如電機(jī)校準(zhǔn)不完善、系統(tǒng)動力學(xué)可能因有效載荷、突然運(yùn)行條件或傳感器錯誤而變化。這些挑戰(zhàn)可能導(dǎo)致定位過程中的偏差,最終導(dǎo)致導(dǎo)航過程中的偏差,甚至導(dǎo)致無人機(jī)故障?! 「哔|(zhì)量的MEMS傳感器和先進(jìn)的軟件對于無人機(jī)超越玩具至關(guān)重要。慣性測量單元(IMU)、氣壓傳感器、地磁傳感器、專用傳感器節(jié)點(ASSN)和傳感器數(shù)據(jù)融合的精度對無人機(jī)的飛行性能有著直接而實質(zhì)性的影響?! 〕叽缦拗坪蛺毫拥沫h(huán)境和操作條件,如溫度變化和振動,將傳感器的要求提高到新的水平。MEMS傳感器必須盡可能避免這些影響,并提供準(zhǔn)確可靠的測量。 實現(xiàn)卓越飛行性能的方法有很多:軟件算法,如傳感器校準(zhǔn)和數(shù)據(jù)融合;機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計,如減振,以及根據(jù)無人機(jī)制造商自身的要求選擇MEMS傳感器。讓我們仔細(xì)看看MEMS傳感器,并參考一些例子?! o人機(jī)的核心是姿態(tài)航向參考系統(tǒng)(AHRS),它包括慣性傳感器、磁強(qiáng)計和處理單元。AHRS估計設(shè)備的位置,如橫搖、縱搖和橫擺角。傳感器誤差(如漂移、靈敏度誤差或熱漂移)可導(dǎo)致定位誤差。圖1顯示了加速度計的偏移函數(shù)形式的定位誤差(...
發(fā)布時間:
2019
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09
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29