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無人機(jī)整機(jī)
無人機(jī)配件
無人機(jī)服務(wù)
設(shè)備與工具
為了使無人機(jī)完美飛行，IMU（慣性測量單元），陀螺儀穩(wěn)定和飛行控制器技術(shù)必不可少。如今，無人機(jī)使用三軸和六軸陀螺儀穩(wěn)定技術(shù)向飛行控制器提供導(dǎo)航信息，這使無人機(jī)更容易，更安全地飛行。
陀螺儀穩(wěn)定技術(shù)是最重要的組件之一，即使在強(qiáng)風(fēng)和陣風(fēng)中，無人機(jī)也可以超順滑地飛行。這種平穩(wěn)的飛行能力使我們能夠拍攝美麗星球的絕妙鳥瞰圖。憑借出色的飛行穩(wěn)定性以及航點(diǎn)導(dǎo)航，無人機(jī)可以生成高質(zhì)量的3D攝影測量圖和激光雷達(dá)圖像。最新的無人機(jī)使用集成式云臺(tái)，其中還包括內(nèi)置陀螺儀穩(wěn)定技術(shù)，使機(jī)載攝像頭或傳感器幾乎沒有振動(dòng)。這使我們能夠捕獲完美的航空膠片和照片。
在本文中，我們研究什么是陀螺儀穩(wěn)定，陀螺儀在無人機(jī)中的功能，包括三軸和六軸陀螺儀穩(wěn)定之間的差異。我們列出了具有最佳陀螺儀穩(wěn)定自主飛行模式和系統(tǒng)的最新頂級(jí)無人機(jī)。整篇文章中還有許多非常有用的視頻。
無人機(jī)陀螺儀穩(wěn)定
陀螺儀技術(shù)的主要功能是提高無人機(jī)的飛行能力。無人機(jī)的硬件，軟件和算法可以協(xié)同工作，以改善飛行的各個(gè)方面，包括完美地懸?；蚣鞭D(zhuǎn)彎。具有六軸萬向架的無人駕駛飛機(jī)向IMU和飛行控制器提供信息，從而大大提高了飛行能力。
陀螺儀需要幾乎立即作用于抵抗無人機(jī)（重力，風(fēng)等）的力，以使其保持穩(wěn)定。陀螺儀為中央飛行控制系統(tǒng)提供必要的導(dǎo)航信息。
IMU中的陀螺儀技術(shù)
在絕大多數(shù)無人機(jī)中，陀螺儀被包含或集成在IMU（慣性測量單元）中。無人機(jī)IMU以及衛(wèi)星定位（GPS和GLONASS）也是飛行控制器系統(tǒng)的組成部分。
無人機(jī)IMU
慣性測量單元通過使用一個(gè)或多個(gè)加速度計(jì)檢測當(dāng)前的加速度來工作。IMU使用一臺(tái)或多臺(tái)陀螺儀檢測旋轉(zhuǎn)屬性的變化，例如俯仰，滾動(dòng)和偏航。無人機(jī)上的某些IMU包括磁力計(jì)，主要用于協(xié)助校準(zhǔn)以防止方向偏移。
機(jī)載處理器不斷計(jì)算無人機(jī)的當(dāng)前位置。首先，它將感測到的加速度與重力估計(jì)值進(jìn)行積分，以計(jì)算當(dāng)前速度。然后對(duì)速度進(jìn)行積分以計(jì)算當(dāng)前位置。
為了向任何方向飛行，飛行控制器收集當(dāng)前位置的IMU數(shù)據(jù)，然后將新數(shù)據(jù)發(fā)送到電動(dòng)機(jī)電子速度控制器（ESC）。這些電子速度控制器將四旋翼飛行或懸停所需的推力和速度信號(hào)發(fā)給電動(dòng)機(jī)。
如何起飛和飛行是令人著迷的技術(shù)。在另一篇名為“Quadcopter如何飛行”的文章中，我們很好地解釋了無人駕駛飛機(jī)如何通過調(diào)整其馬達(dá)和螺旋槳方向來起飛，懸停，向任意方向飛行并著陸。本文包括一些非常有用的視頻。
無人機(jī)有很多零件，您可以在此處閱讀有關(guān)各個(gè)無人機(jī)零件的所有信息。這涵蓋了大多數(shù)四軸飛行器中發(fā)現(xiàn)的所有物理組件。
飛行控制器內(nèi)的IMU
飛行控制器由許多組件組成。它是無人機(jī)的中央大腦。因此，我們現(xiàn)在可以看到，陀螺儀是IMU的組成部分，而IMU是無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)的重要組成部分。
飛行控制器不僅僅是硬件。它包括復(fù)雜的軟件程序和數(shù)學(xué)算法并由其控制。飛行控制器內(nèi)的所有組件必須無縫協(xié)作，以使無人機(jī)能夠以最大的穩(wěn)定性進(jìn)行導(dǎo)航和飛行。
以下是DJI A2飛行控制器中的一些功能，其中陀螺儀和IMU提供了基本功能；
智能方向控制（IOC）。
興趣點(diǎn)飛行模式（POI）。
在推力和方向上向電動(dòng)機(jī)ESC發(fā)送信號(hào)。
智能起落架功能。
自動(dòng)返回首頁。
多轉(zhuǎn)子故障保護(hù)。
高度靈敏的內(nèi)置阻尼器IMU模塊。
高精度衛(wèi)星接收器。
銀行轉(zhuǎn)彎模式和巡航控制功能。
內(nèi)置藍(lán)牙模塊并支持移動(dòng)參數(shù)調(diào)整。
早期陀螺儀
第一臺(tái)陀螺儀是約翰·瑟森（John Serson）在1743年發(fā)明的，隨后幾年又出現(xiàn)了各種陀螺儀。一些最初的機(jī)械陀螺儀使用兩個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的沉重黃銅圓盤來檢測偏航角的變化。此后，較早的笨重且耗電的技術(shù)已被現(xiàn)代的非機(jī)械替代品所替代，這些替代品除了可以進(jìn)行偏航校正之外，還能做更多的事情。
現(xiàn)代陀螺儀的小尺寸和低功耗使其成為飛機(jī)，移動(dòng)設(shè)備以及無人機(jī)行業(yè)必不可少的技術(shù)。前5分鐘的視頻準(zhǔn)確地說明了陀螺儀是什么。
無人機(jī)的陀螺儀穩(wěn)定
要了解陀螺儀穩(wěn)定的作用，重要的是要意識(shí)到每架無人機(jī)都不斷受到來自不同方向的多種力的作用。這些力量（例如風(fēng)）會(huì)影響無人機(jī)的偏航，俯仰和橫滾，使無人機(jī)很難控制。
集成的陀螺儀幾乎可以立即檢測到無人機(jī)的位置變化，并以這種方式進(jìn)行補(bǔ)償，以至于它基本上不受影響，因?yàn)樗棵朊棵霐?shù)百次重新調(diào)整其位置，或者可以平穩(wěn)地懸停在適當(dāng)?shù)奈恢谩，F(xiàn)代陀螺儀的制造組件尺寸在1到100微米之間，并且通常在單個(gè)包裝中包含多軸傳感器。
三軸vs六軸陀螺儀穩(wěn)定
三軸陀螺儀測量的旋轉(zhuǎn)速度約為3軸：滾動(dòng)，俯仰和偏航。
滾動(dòng)：繞前后軸旋轉(zhuǎn)。
螺距：繞左右軸旋轉(zhuǎn)。
偏航：繞垂直軸旋轉(zhuǎn)。
只要旋轉(zhuǎn)繼續(xù)，陀螺儀就會(huì)一直提供非零的讀數(shù)。但是，當(dāng)旋轉(zhuǎn)停止時(shí)，陀螺儀會(huì)靜音，因?yàn)榫推涠裕磺卸紤?yīng)該達(dá)到預(yù)期。
那么，六軸陀螺儀測量的3個(gè)附加軸是什么？沒有。陀螺儀只能測量3個(gè)可能的軸。相反，術(shù)語“六軸陀螺儀”實(shí)際上是指由3D陀螺儀（3軸）和3D加速度計(jì)組成的集成系統(tǒng)。極少數(shù)情況下，加速度計(jì)可以用3D指南針代替。
3D加速度計(jì)
3D加速度計(jì)的功能是測量無人機(jī)相對(duì)于地球表面的方向。它通過使用相同的技術(shù)來感應(yīng)重力加速度來工作，這也是陀螺儀MEMS（Micro Electro-Mechanical Systems）背后的技術(shù)。這些微小的機(jī)電結(jié)構(gòu)可以與電子設(shè)備相連接，從而使工程師可以在非常小的空間內(nèi)構(gòu)建一些非常令人驚奇的東西。
現(xiàn)在，這是一個(gè)很棒的視頻，它向您確切顯示了加速度計(jì)的工作原理。這使用的是手機(jī)，但原理與無人機(jī)相同。
六軸陀螺儀穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)
3D陀螺儀和3D加速度計(jì)的組合使六軸陀螺儀能夠測量由于重力而產(chǎn)生的靜態(tài)加速度以及動(dòng)態(tài)加速度。這兩個(gè)測量值可以幫助我們確定設(shè)備傾斜的角度并確定設(shè)備的移動(dòng)方式。
結(jié)果，帶有這種陀螺儀的無人機(jī)更加穩(wěn)定和寬容，這對(duì)于剛學(xué)會(huì)如何飛行的初學(xué)者尤其有用。它們還能更快地響應(yīng)影響無人機(jī)運(yùn)動(dòng)的任何意外力，例如陣風(fēng)，從而有可能防止無人機(jī)墜毀。
常規(guī)的三軸陀螺儀在急轉(zhuǎn)彎時(shí)沒有太大幫助，而六軸陀螺儀則使這種先進(jìn)的操縱變得輕松。
總而言之，六軸陀螺儀穩(wěn)定器對(duì)于從初學(xué)者到經(jīng)驗(yàn)豐富的職業(yè)人士來說都是非常有用的，他們想要將無人機(jī)推到最大極限。要在3D影像等先進(jìn)應(yīng)用中使用無人機(jī)，六軸陀螺儀的穩(wěn)定性至關(guān)重要。
加速度計(jì)和陀螺儀示例
以下是一段出色的視頻，向您展示了無人駕駛飛機(jī)如何將3軸加速度計(jì)，陀螺儀，ToF距離傳感器（Teraranger One）和照相機(jī)置于空中后穩(wěn)定自己。
加速度計(jì)會(huì)檢測到它已被扔到空中，并墜落回地面。然后，陀螺儀將在一秒鐘內(nèi)穩(wěn)定其方向。接下來，距離傳感器將無人機(jī)穩(wěn)定到距地面特定的預(yù)設(shè)高度。然后，無人機(jī)將鎖定到當(dāng)前位置。這是一個(gè)了不起的視頻，解釋得很好。
飛行穩(wěn)定性最佳做法
現(xiàn)在，您可以擁有最好的6軸陀螺儀技術(shù)，但是如果您的無人機(jī)硬件（螺旋槳，馬達(dá)，軸承，軸等）不平直，沒有清潔或無法正常運(yùn)行，則該無人機(jī)仍會(huì)不規(guī)則地飛行甚至墜毀。
在每次飛行之前和之后檢查無人機(jī)的零件始終是一個(gè)好主意。備有備用零件以防萬一有裂痕或彎曲是一個(gè)好主意。保持無人機(jī)清潔是另一種好的做法。要檢查螺旋槳是否筆直，那么最好有一個(gè)螺旋槳平衡器。如果所有組件看起來都正常并且無人機(jī)飛行不規(guī)律，請(qǐng)將其立即放回原處。
如果無人機(jī)飛行不規(guī)律，請(qǐng)?jiān)谄教沟谋砻嫔现匦滦?zhǔn)IMU。有時(shí)需要多次校準(zhǔn)IMU。還應(yīng)檢查無人機(jī)制造商的網(wǎng)站上的固件更新，以解決飛行控制器內(nèi)的任何問題。如果存在其他問題，那么無人機(jī)可能會(huì)在IMU或飛行控制器中出現(xiàn)硬件故障。
具有最佳飛行穩(wěn)定性的最新無人機(jī)
以下是一些最新的無人駕駛飛機(jī)，它們具有最佳的集成GPS，陀螺儀穩(wěn)定性，IMU技術(shù)和自動(dòng)飛行系統(tǒng)。這些還具有穩(wěn)定的云臺(tái)和4k攝像機(jī)。這些無人駕駛飛機(jī)具有安全功能，例如，上鎖和返回家中。這些都是夢幻般的無人機(jī)。
DJI Mavic 2 Pro和Mavic 2 Zoom– 2018年8月發(fā)布的2款新四軸飛行器具有最新的導(dǎo)航，飛行控制，穩(wěn)定功能以及頂級(jí)相機(jī)。與去年相比，它們是對(duì)早期Mavic Pro的重大改進(jìn)。
Mavic 2 Pro和Mavic 2 Zoom配備了向前，向后，向下和橫向視覺系統(tǒng)，包括向上和向下的紅外傳感系統(tǒng)。
向前，向后和向下視覺系統(tǒng)的主要組件是位于Mavic 2四軸飛行器的機(jī)頭，后端和下側(cè)的六個(gè)攝像頭傳感器。橫向視覺系統(tǒng)是2臺(tái)攝像機(jī)，Mavic 2四軸飛行器的每一側(cè)都有一臺(tái)攝像機(jī)。向上和向下紅外傳感系統(tǒng)的主要組件是位于Mavic 2四軸飛行器頂部和底部的2 x 3D紅外模塊。
飛行控制器，IMU以及視覺系統(tǒng)和紅外傳感系統(tǒng)可幫助Mavic 2超級(jí)平穩(wěn)，準(zhǔn)確地飛行。懸停時(shí)，這些系統(tǒng)可幫助Mavic 2保持當(dāng)前位置并非常精確地懸停在適當(dāng)位置。視覺和紅外感應(yīng)系統(tǒng)還使Mavic 2可以在室內(nèi)或無法提供GPS信號(hào)的其他區(qū)域飛行。
DJI Mavic Air–這款迷你無人機(jī)于2018年1月發(fā)布，使用了最新的陀螺儀IMU技術(shù)。Mavic Air是從地面或從您的手中發(fā)射的，因此它使用了上面視頻中的技術(shù)，但功能更加先進(jìn)和穩(wěn)定。在長草叢或下雪的地區(qū)，從您的手中摘下的選項(xiàng)很棒。
從您的手中發(fā)射時(shí)，Mavic Air會(huì)平穩(wěn)升起，并在瞬間之間完美穩(wěn)定地徘徊。您也可以使用手勢或手機(jī)來飛行Mavic Air。Mavic Air還具有面部識(shí)別功能。它使用視覺傳感器和算法來檢測并聚焦在前方的人或物體。Mavic Air還使用視覺傳感器和非常復(fù)雜的視覺提示機(jī)器學(xué)習(xí)算法來進(jìn)行障礙檢測和避免碰撞。Mavic Air可以在障礙物周圍飛行，如果障礙物太大，它將懸停在障礙物前面。這是令人難以置信的先進(jìn)技術(shù)，這是一篇有關(guān)無人機(jī)中障礙物檢測和避免碰撞的好文章，以進(jìn)一步了解。
現(xiàn)在，Mavic Air擁有許多智能飛行模式，例如火箭，德羅尼，Circle，螺旋和小行星。這些智能的飛行模式使飛行和拍攝變得非常容易。
DJI Mavic Pro–這種折疊起來的無人機(jī)可以飛行并完美地盤旋。該技術(shù)稱為“ FlightAutonomy”，由7個(gè)組件組成，包括5個(gè)攝像頭（前后雙視傳感器和主攝像頭），雙頻衛(wèi)星定位（GPS和GLONASS），2個(gè)超聲波測距儀，冗余傳感器和一個(gè)24個(gè)功能強(qiáng)大的專用計(jì)算核心組。
Mavic正面左側(cè)和右側(cè)的攝像頭使用鋁制支架固定在適當(dāng)?shù)奈恢?，以確保視覺傳感器鏡頭的最佳對(duì)準(zhǔn)。
隨著Mavic的飛行，雙向前和向下視覺傳感器通過從所有四個(gè)攝像頭拍攝照片并使用該信息創(chuàng)建一個(gè)3D地圖來準(zhǔn)確地指示障礙物的位置，從而測量自身與障礙物之間的距離。
雙向前和向下視覺傳感器需要可見光才能起作用，在強(qiáng)光下可以看到前方最多49英尺（15米）的距離。在所有智能飛行模式（包括所有ActiveTrack模式，TapFly和地形跟隨。在自動(dòng)返回家中時(shí)也可以使用它，因此Mavic可以輕松地返回，而不會(huì)碰到任何東西。
DJI Phantom 4 Pro–僅在2016年11月發(fā)布，這款四旋翼飛機(jī)具有陀螺穩(wěn)定的自主飛行模式，包括避免碰撞和視覺感知?？删幊掏勇輧x穩(wěn)定的飛行模式有“繪制航點(diǎn)”，“ TapFly”，“ ActiveTrack跟我來”，“地形跟隨”，“手勢模式”，“運(yùn)動(dòng)”模式等等。
Phantom 4無人機(jī)具有集成的穩(wěn)定式云臺(tái)，可以捕獲令人驚嘆的4k視頻并拍攝12百萬像素的靜止圖像。您可以在此處進(jìn)一步閱讀并觀看一些精彩的視頻，向您展示Phantom 4 Pro。本文包括有關(guān)其智能飛行模式和防撞技術(shù)的信息和視頻。
Yuneec臺(tái)風(fēng)H–來自Yuneec的最新多旋翼飛機(jī)在CES 2016上展出，它擁有您可能在無人機(jī)中尋找的所有東西。它具有陀螺儀穩(wěn)定的集成自主飛行模式，例如軌道，興趣點(diǎn)，旅程，弧形凸輪，跟隨我/觀察我。它可以通過集成的3軸穩(wěn)定云臺(tái)以4k拍攝視頻并捕獲12百萬像素的靜止圖像。
六軸陀螺儀穩(wěn)定功能
航拍和攝影之外的某些區(qū)域受益于無人機(jī)六軸陀螺儀穩(wěn)定技術(shù)。
無人機(jī)雜技和賽車
許多人只是出于雜技和賽車的純粹樂趣而享受無人機(jī)。沒有六軸陀螺儀的穩(wěn)定，很難以陡峭的角度飛行，尤其是在不墜落的情況下翻轉(zhuǎn)無人機(jī)。
無人機(jī)賽車是一項(xiàng)正在發(fā)展的運(yùn)動(dòng)，它依靠非?？焖俚娘w行控制系統(tǒng)，因?yàn)橘惖郎铣錆M了障礙。這些無人駕駛飛機(jī)速度很快，必須以極低的延遲傳輸返回飛行員的實(shí)時(shí)視頻。您可以在有關(guān)FPV實(shí)時(shí)視頻的本文中進(jìn)一步閱讀。
3D制圖和攝影測量
下一個(gè)無人機(jī)視頻來自一個(gè)項(xiàng)目，Pix4D與加拿大無人機(jī)制造商Aeryon Labs Inc和里約熱內(nèi)盧PUC大學(xué)一起在里約創(chuàng)建了基督救世主雕像的第一個(gè)3D地圖。
天氣和條件不斷變化，陣風(fēng)高達(dá)30 mph（50 km / h），使該項(xiàng)目特別困難。這個(gè)項(xiàng)目不可能手動(dòng)飛行。一陣陣風(fēng)，無人機(jī)在飛行員做出反應(yīng)之前很容易在幾秒鐘內(nèi)偏離航道幾米。
Pix4D是使用攝影測量軟件創(chuàng)建3D地圖和模型的市場領(lǐng)導(dǎo)者之一。您可以在此處閱讀其他頂級(jí)3D映射軟件公司的評(píng)論。
無人機(jī)的飛行控制系統(tǒng)具有6軸陀螺儀穩(wěn)定性以及GPS，航點(diǎn)導(dǎo)航功能，使該項(xiàng)目成為可能。其他項(xiàng)目和行業(yè)也從數(shù)百年前首次發(fā)明的這項(xiàng)技術(shù)中受益。
2025-09-09 10:57
2025-09-08 10:29
2025-09-04 22:05
2025-09-02 22:07
2025-08-29 10:11
2025-08-25 13:39
2025-08-20 22:05
2025-08-11 22:15
2025-08-09 14:02
2025-08-07 09:24
