-
微信號:youuav
關(guān)注官方微信
m.youuav.com手機掃碼看新聞
-
- 添加收藏
- 關(guān)于我們
無人機整機
無人機配件
無人機服務(wù)
設(shè)備與工具為全面打贏新型冠狀病毒感染的肺炎疫情防控阻擊戰(zhàn)，全國各地紛紛出奇招，大喇叭、順口溜、無人機……各種宣傳形式齊上陣，讓防疫知識見縫插針、家喻戶曉。
無人機在此次疫情防控中的重要角色
在此次抗擊疫情的各項舉措中，無人機在物資配送、防疫消殺、高空照明、遠程測溫、抗疫宣傳等應(yīng)用中都起到了關(guān)鍵作用。
利用無人機進行疫情防護巡邏（侵刪）
在為醫(yī)院或疑似居家隔離人員配送用品時，無人機配備運輸專用配件后，可以實現(xiàn)物資的定點投放，大大提高了配送的安全性；在火神山醫(yī)院的建設(shè)過程中，無人機以更廣視角記錄下了整體的施工情況，降低了攝影記者在一線的工作風(fēng)險；當(dāng)?shù)孛媲闆r復(fù)雜，無法安裝常規(guī)路燈等照明設(shè)施時，照明無人機可以完成大面積的照明覆蓋，還可靈活改變照明區(qū)域，節(jié)省鋪設(shè)照明設(shè)施的時間，在短時間內(nèi)需要緊急建設(shè)醫(yī)院時非常實用；對于高度疑似的家庭，使用無人機上戶進行測溫；
另外，無人機防疫宣傳、督查工作中也起到重要作用，通過無人機語音系統(tǒng)進行空中喊話，進行移動宣傳，對人口聚集或不戴口罩等情況進行勸解，或是對社區(qū)、村莊進行航拍檢測，一旦發(fā)現(xiàn)有人員聚集或外來車輛，可以第一時間通知排查人員，消除監(jiān)督死角。
居民發(fā)動無人機消毒，圖片來自網(wǎng)絡(luò)侵刪
此外，無人機也被用于防疫消殺，噴灑消毒液的效率遠遠高出人工手動噴灑。一些地區(qū)原本用于農(nóng)業(yè)噴灑農(nóng)藥的無人機，被啟動執(zhí)行防疫消殺任務(wù)。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)藥械與施藥技術(shù)研究中心在2020年2月1日，為農(nóng)業(yè)無人機防疫消殺給予了技術(shù)指導(dǎo)與支持，文件全名為《農(nóng)村消毒液噴施技術(shù)及設(shè)備使用建議》。
需要了解的是，農(nóng)業(yè)無人機平時飛行高度在兩米左右，而執(zhí)行消毒防疫任務(wù)的飛行高度是十幾米。無人機需自帶下壓風(fēng)場，控制藥液落地方向。為了防飄，再將藥液顆粒大小調(diào)整到220微米，保證大顆粒不易被自然風(fēng)吹走。其難點在于航線規(guī)劃，考驗飛手的技術(shù)水平，還有無人機的性能。
關(guān)于無人機，你了解多少呢？
隨著無人機技術(shù)的進步，無人機逐漸由軍用領(lǐng)域拓展到了民用領(lǐng)域，并成為近幾年迅速發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)。如今無人機已在貨物運送與快遞、監(jiān)測與丈量、環(huán)境與動物維護、應(yīng)急救援、環(huán)境檢查、電力巡線、航拍測繪、農(nóng)業(yè)植保等多個范疇得到廣泛運用。
無人機運送貨物（圖片來自網(wǎng)絡(luò)侵刪）
隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，無人機對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運用不斷增加，為了能更好的控制無人機的飛行，各種傳感器的運用則起到了十分重要的作用。
因此，有人將無人機稱為一架會飛行的“傳感器”。那么，無人機能在天上實現(xiàn)穩(wěn)定的飛行，完成不同的動作，需要用到哪些傳感器呢？
無人機內(nèi)部傳感器分布（來自網(wǎng)絡(luò)侵刪）
了解無人機的特性
無人機的動作必須非常精確，除了穩(wěn)定，還要能到飛行到預(yù)期的高度并有效進行溝通。因此，一臺最基本的無人機必須具備以下特性：
穩(wěn)定
無人機應(yīng)該要穩(wěn)定，不可無預(yù)警突然震動、搖晃或傾斜，否則就會失去平衡并墜毀。
精確
無人機的動作要非常精確。至于動作可能指距離、速度、加速、方向與高度。
能抵抗各種環(huán)境條件
無人機要能抵抗下雨、灰塵、高溫等環(huán)境狀況。而且不止外部材質(zhì)，無人機內(nèi)部所使用的電子零件也要如此。
低功耗
無人機將會變得越來越輕，因此如何確保超低功耗以盡量縮小電池尺寸就顯得尤為重要。低功耗技術(shù)的崛起，已使得無人機技術(shù)得以普及化。
環(huán)境感知
環(huán)境傳感技術(shù)逐漸崛起，成為無人機最關(guān)鍵的發(fā)展領(lǐng)域之一。現(xiàn)在的無人機都具備好幾種傳感器以監(jiān)測環(huán)境。收集到的資料可用在各種應(yīng)用，例如氣象監(jiān)測、農(nóng)業(yè)等用途。
聯(lián)網(wǎng)功能
聯(lián)網(wǎng)功能是無人機崛起并廣為市場接受的重要因素。無人機可通過簡單的智能手機、遙控器或直接通過云端加以控制。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。有的無人機會采用多種聯(lián)網(wǎng)功能解決方案，以滿足多用途使用案例的需求。
無人機攝影（圖片來自網(wǎng)絡(luò)侵刪）
無人機的大腦—飛行控制器（FC）
飛行控制器（FC）相當(dāng)于無人機的大腦，如果放在電腦以及手機上來說就相當(dāng)于操作系統(tǒng)。飛行控制器通過無人機上搭載的各類傳感器獲得數(shù)據(jù)，對這些數(shù)據(jù)進行演算處理從而控制機體的飛行。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FC（圖片來自網(wǎng)絡(luò)侵刪）
飛行控制器內(nèi)部主要由兩大部分構(gòu)成——IMU（慣性檢測裝置）和CPS模塊?？梢哉f無人機的飛行性能的高與低，就取決于這個飛行控制器。無人機平穩(wěn)飛行不可缺少的飛行控制器中的內(nèi)部傳感器（IMU）。
IMU指的是慣性測量單元，大多用在需要進行運動控制的設(shè)備，如汽車和機器人，也被用在需要用姿態(tài)進行精密位移推算的場合。一般來說IMU就包含了加速度傳感器和陀螺儀。
細數(shù)無人機上的傳感器種類
IMU位于無人機的核心位置，可確保裝置功能與導(dǎo)航正常運作。 這些傳感器包括加速度計、陀螺儀、磁羅盤與氣壓傳感器。
內(nèi)部傳感器分布（圖片來自網(wǎng)絡(luò)侵刪）
加速度計
加速度計是用來提供無人機在XYZ三軸方向所承受的加速力。它也能決定無人機在靜止?fàn)顟B(tài)時的傾斜角度。當(dāng)無人機呈現(xiàn)水平靜止?fàn)顟B(tài)，X軸與Y軸為0克輸出，而Z軸則為1克輸出。地球上所有對象所承受的重力均為1克。若要無人機X軸旋轉(zhuǎn)90度，那么就在X軸與Z軸施以0克輸出，Y軸則施以1克輸出。傾斜時，XYZ軸均施以0到1克之間的輸出。相關(guān)數(shù)值便可應(yīng)用于三角公式，讓無人機達到特定傾斜角度。
加速度計同時也用來提供水平及垂直方向的線性加速。相關(guān)數(shù)據(jù)可做為計算速率、方向，甚至是無人機高度的變化率。 加速度計還可以用來監(jiān)測無人機所承受的震動。
對于任何一款無人機來說，加速度計都是一個非常重要的傳感器，因為即使無人機處于靜止?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)測三軸的角速度，因此可監(jiān)測出俯仰(pitch)、翻滾(roll)和偏擺(yaw)時角度的變化率。即使是一般飛行器，陀螺儀都是相當(dāng)重要的傳感器。角度信息的變化能用來維持無人機穩(wěn)定并防止晃動。由陀螺儀所提供的信息將匯入馬達控制驅(qū)動器，通過動態(tài)控制馬達速度，并提供馬達穩(wěn)定度。陀螺儀還能確保無人機根據(jù)用戶控制裝置所設(shè)定的角度旋轉(zhuǎn)。
磁羅盤
正如名稱所示，磁羅盤能為無人機提供方向感。它能提供裝置在XYZ各軸向所承受磁場的數(shù)據(jù)。接著相關(guān)數(shù)據(jù)會匯入微控制器的運算法，以提供磁北極相關(guān)的航向角，然后就能用這些信息來偵測地理方位。
為了算出正確方向，磁性數(shù)據(jù)還需要加速度計提供傾斜角度數(shù)據(jù)以補強信息。有了傾斜數(shù)據(jù)加上磁性數(shù)據(jù)，就能計算出正確方位。
磁羅盤對于硬鐵、軟鐵或運轉(zhuǎn)角度都非常敏感。所謂硬鐵是指傳感器附近的堅硬、永久性鐵磁性物質(zhì)。 它能使羅盤讀數(shù)產(chǎn)生永久性偏移。 軟鐵則是指附近有弱鐵磁性物質(zhì)，電路走線等。 它能讓傳感器讀數(shù)產(chǎn)生可變動移位。因此它也需要磁性傳感器校正算法，以過濾掉這些異常狀況。 這時候最重要的是讓用戶不必費力，運算法就能快速進行校正。
除了方向的感測，磁性傳感器也可以用來偵測四周的磁性與含鐵金屬，例如電極、電線、車輛、其他無人機等等，以避免事故發(fā)生。
氣壓計
氣壓計運作的原理，就是利用大氣壓力換算出高度。 壓力傳感器能偵測地球的大氣壓力。 由氣壓計所提供的數(shù)據(jù)能協(xié)助無人機導(dǎo)航，上升到所需的高度。準(zhǔn)確估計上升與下降速度，對無人機飛行控制來說相當(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200Hz可滿足預(yù)測高度時的需求。
超聲波傳感器
無人機采用超聲波傳感器就是利用超聲波碰到其他物質(zhì)會反彈這一特性，進行高度控制。前面就提到過近地面的時候，利用氣壓傳感器是無法應(yīng)對的。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。這樣一來氣壓傳感器同超聲波傳感器一結(jié)合，就可以實現(xiàn)無人機無論是在高空還是低空都能夠平穩(wěn)飛行。
如同汽車有導(dǎo)航系統(tǒng)一般，無人機也有導(dǎo)航系統(tǒng)。通過GPS，才可能知道無人機機體的位置信息。GPS是全球?qū)Ш较到y(tǒng)之一，是美國的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。不過最近的無人機開始不單單采用GPS了，有些機型會同時利用GPS與其他的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相結(jié)合，同時接收多種信號，檢測無人機位置。無論是設(shè)定經(jīng)度緯度進行自動飛行，還是保持定位進行懸停，GPS都是極其重要的一大功能。
不過由于衛(wèi)星自己會經(jīng)常移動，同時受建筑物與磁場的影響，也存在接收不到GPS信號的情況。這一點是值得注意的。
當(dāng)然除了上述的幾種傳感器，無人機中還可能會用到檢測電壓電流狀態(tài)的傳感器、檢測障礙物的紅外線傳感器。正是由這些宛如人感官一般的傳感器在無人機中發(fā)揮作用，無人機才能夠在空中平穩(wěn)飛行。
特定應(yīng)用傳感器
這類傳感器并不影響無人機的核心功能運作，但越來越常被用在無人機上，以提供各種不同應(yīng)用，例如氣候監(jiān)測、農(nóng)耕用途等。
濕度傳感器
濕度傳感器能監(jiān)測濕度參數(shù)，相關(guān)數(shù)據(jù)則可應(yīng)用在氣象站、凝結(jié)高度監(jiān)測、空氣密度監(jiān)測與氣體傳感器測量結(jié)果的修正。
MEMS麥克風(fēng)
MEMS麥克風(fēng)是一種能將聲音頻號轉(zhuǎn)換為電子訊號的音頻傳感器。MEMS麥克風(fēng)正逐漸取代傳統(tǒng)麥克風(fēng)，因為它們能提供更高的訊噪比(SNR)、更小的外型尺寸、更好的射頻抗擾性，面對震動時也更加穩(wěn)健。這類傳感器可用在無人機的影片拍攝、監(jiān)控、間諜行動等應(yīng)用。
無人機傳感器數(shù)據(jù)的傳輸與運算
要將原始的傳感器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成有意義的使用案例，軟件數(shù)據(jù)庫扮演了相當(dāng)重要的角色。 算法可擴大傳感器功能，使其超越原本已知范圍。運算法還能結(jié)合來自不同傳感器的輸入，產(chǎn)生具備情境感知特色的輸出。
加速度計、陀螺儀與磁羅盤這三種動作傳感器各有不同優(yōu)缺點。傳感器的限制包括校正不夠完美，也會因為時間、溫度與隨機噪音而產(chǎn)生漂移。 磁力計與加速度計容易失真，陀螺儀則是原本就會出現(xiàn)漂移現(xiàn)象。 我們可利用傳感器融合數(shù)據(jù)庫來相互校正這些傳感器，以打造在所有情境下都能得到正確結(jié)果的條件。 它不只能提供校正過的傳感器輸出，還有角度與航向角的信息，以及四元數(shù)角度。
用戶也可以透過一份簡單的計算機授權(quán)協(xié)議，存取各種先進數(shù)據(jù)庫。一旦經(jīng)過平臺測試，設(shè)計人員就能開發(fā)自己專用的印刷電路板，并加載他們在平臺上開發(fā)的固件。用戶只有在想要測試專用電路板時，才必須簽署數(shù)據(jù)庫的生產(chǎn)授權(quán)。
SensorTile：SensorTile是一種方形的微型化設(shè)計平臺，其中包含遠程感測及測量動作、環(huán)境與聲學(xué)參數(shù)所需要的一切組件。開發(fā)人員能即刻專注于無人機的空氣動力學(xué)、馬達控制與物理設(shè)計，而不必?fù)?dān)心聯(lián)網(wǎng)功能與傳感器整合。
無人機航拍（圖片來自網(wǎng)絡(luò)侵刪）
無人機的聯(lián)網(wǎng)
無人機有各種不同的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)選項可考慮。低功耗藍牙(BLE)與Wi-Fi多半用于智能手機聯(lián)網(wǎng)，Sub-1GHz則是用在遠程控制器，能提供更遠距離的聯(lián)網(wǎng)功能。
下圖列舉了不同種技術(shù)在有效距離與能耗方面的差異。接下來我們將進一步討論BLE、RF sub-1GHz 以及Sigfox等低功率技術(shù)。
不同種技術(shù)在有效距離與能耗方面的差異
低功耗藍牙技術(shù)(BLE)
Bluetooth Smart又稱為低功耗藍牙(Bluetooth Low Energy，BLE)，能提供無人機低功耗的聯(lián)網(wǎng)功能。這種技術(shù)適合低階機種，特別是玩具無人機。它能讓無人機和做為控制裝置的智能手機、平板、手提電腦或?qū)Ｓ眠h程控制器進行雙向通訊。低功耗藍牙能讓無人機具備絕佳的電池續(xù)航力，這是使用Wi-Fi、傳統(tǒng)藍牙(Classical Bluetooth)等傳統(tǒng)無線技術(shù)所不可能達到的。
低功耗藍牙使用的是2.4GHz免費授權(quán)ISM頻段。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)由藍牙技術(shù)聯(lián)盟(Bluetooth SIG)負(fù)責(zé)管理，并支持各大智能手機品牌。
無人機貨運（圖片來自網(wǎng)絡(luò)侵刪）
RF sub-1GHz
如名稱所顯示，RF sub-1GHz是利用低于1GHz的頻率傳送訊號。 每個國家所定義的頻率不同，免費提供做為工業(yè)或科學(xué)研究用途。
sub-1GHz頻率的好處是這些頻段相對較為安靜、距離較長且電流消耗量極低。 缺點是無法直接提供智能手機聯(lián)機功能，而且并不是每個地方都能使用。
總結(jié)
無人機是近年來最重要的創(chuàng)新技術(shù)之一。隨著低功耗傳感器與聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的問世，現(xiàn)在的無人機已可廣泛應(yīng)用于各種消費性及工業(yè)應(yīng)用。無人機為開發(fā)人員及創(chuàng)新企業(yè)提供了新的商機，解決一些過去被認(rèn)為是不實際或過于昂貴的復(fù)雜問題。
為抗擊冠狀病毒肺炎疫情，無人機發(fā)揮了重要的作用。近日，多段大爺大媽打牌或不戴口罩被無人機喊話的視頻被眾多網(wǎng)友轉(zhuǎn)發(fā)、點贊，同時，也讓大家感嘆：科技的力量真強大。在疫情讓人心情倍感沉重的時候，這些無人機宣傳防疫的視頻也給大家?guī)砹艘唤z新鮮感和樂趣。
在疫情防治階段我們主動對接高科技手段，運用無人機助力疫情防控，迅速擴展監(jiān)控范圍，節(jié)省人手，提升效率和準(zhǔn)確度，在人車引導(dǎo)、群體測溫、聚集人群疏散、“空中+地面”立體宣傳中取得較大的成效。希望疫情在這些高科技的幫助下能夠早日結(jié)束，我們一起盼望國泰民安的那天！
2025-06-12 11:16
2025-06-12 11:00
2025-06-12 10:24
2025-06-12 10:21
2025-06-12 10:17
2025-06-11 10:45
2025-06-11 10:44
2025-06-11 10:38
2025-06-10 10:59
2025-06-10 10:56
