您好、欢迎来到现金彩票网!
当前位置:满堂彩 > 磁航向 >

无人机飞行感知技术有什么用途

发布时间:2019-08-10 16:55 来源:未知 编辑:admin

  的飞行感知技术主要用作两个用途,其一是提供给飞行控制系统,由于飞行控制系统的主要功能是控制飞机达到期望姿态和空间位置,所以这部分的感知技术主要、加速度计、磁罗盘、气压计、GNSS模块以及光流模块等。另一个用途是提供给无人机的自主导航系统,也就是路径和避障规划系统,所以需要感知周围环境状态,比如障碍物的位置,相关的模块包括测距模块以及物体检测、追踪模块等。

  目前商用无人机普遍使用的是MEMS技术的陀螺仪,因为它的体积小,价格便宜,可以封装为IC的形式。MEMS式陀螺仪常用来测量机体绕自身轴旋转的角速率,常用的型号有6050A(Invensense),ADXRS290(ADI),衡量陀螺仪性能的指标包括测量范围(量程)、灵敏度、稳定性(漂移)以及信噪比等。

  上面是一个陀螺仪温度漂移测试结果图,测试的环境是从25℃升温至50℃,整个过程保持陀螺仪静止不动,陀螺仪的准确输出应该是一个固定的数值。但从结果来看,两款传感器的实际输出都受到温度变化影响。相比而言,ADXRS290(ADI)的输出数值变化幅度较小,基本上在0.5左右。

  加速度计测量的是机体运动的线加速度,但由于地球引力,测量值中还会包含重力加速度分量,在某些使用情况下需要把这部分减去。常用的MEMS加速度计传感器型号有6050A(Invensense)和ADXL350(ADI)。部分传感器生产商为了提高芯片集成度,会将陀螺仪和加速度计封装在一起,称为六轴传感器,例如6050A(Invensense)。

  磁罗盘测量的物理量是地球磁场强度沿机体轴的分量,并依此计算出机体的航向角。常用的MEMS磁罗盘传感器型号有HMC5983L(Honeywell)和QMC5883L(矽睿),两者性能相近,其中前者目前已经停产。磁罗盘主要的性能参数包括灵敏度、稳定性(漂移)等。

  气压计测量的物理量是大气压值,根据该数值可计算出绝对海拔高度。常用的气压计传感器型号包括MS5611(MEAS)、MS5607(MEAS)以及BMP180(Bosch)。气压计在使用过程中存在的问题是,在近地面飞行时,“地面效应”的存在会导致飞机周围气体的气压分布与静止状态下的大气不同,使得无法用气压计来测算出高度。通常的解决办法是在起飞或降落时使用其他传感器,比如超声波传感器或激光测距仪。

  GNSS模块测量的物理量相对比较丰富,主要包括地理坐标(经纬度)、海拔高度、线速度以及航向角(RTK系统)。常用的GNSS模块生产商包括瑞士的U-BLOX和加拿大的NOVATEL。在使用GNSS模块时,卫星信号接收天线的放置需要要注意电磁干扰的屏蔽,部分有实力的整机生产厂商会根据飞机型号专门定制卫星信号接收天线。

  光流模块是一个比较特殊的模块,既可以用来感知机体的运动状态,如测量水平方向的位移速度,也可以用来感知周围的环境,用作避障的用途。比较常见的光流模块是开源的PX4FLOW。光流模块通常在室内使用,主要是为了解决室内卫星信号不佳的问题,另外对于拍摄的地面需要有一定纹理图案。

  这里列举五个常用的测距模块:超声波、红外TOF、激光、毫米波雷达、深度感知摄像头。

  超声波和红外TOF各方面性能比较相似,比如测量距离都比较近,像超声波测量的距离一般在4米左右。另外这两种传感器的使用范围都容易受到实际环境的限制,比如红外TOF是向被测物体表面发射红光并反射,如果遇到红光反射率不高的物体像玻璃就会失效。但这两种传感器有一个最大的优势就是成本低,另外模块体积也比较小,所以在消费类无人机上得到了广泛使用。

  激光雷达测距一般都比较远,大多数产品都可以达到100米以上,但是大雨大雾的天气环境会影响其测量结果。另外的劣势在于成本比较高: 在激光雷达行业实力最强的是Velodyne,它的一款适用于无人机使用的小型化产品VLP-16价格也达到了1000美元以上,对于商用无人机来说成本还是比较高。

  深度感知摄像头根据测量技术可以分为三种,立体摄像头,也叫双目视觉技术,代表产品就是大疆的精灵4;结构光技术,代表产品有微软的Kinect;时差测距技术(TOF),由于生产厂家较少而且成本较高,因此在无人机上的应用很少。深度感知摄像头在使用时也存在局限性,双目视觉技术的缺点是在低光环境下无法正常工作,而结构光技术则与之相反,在强光下无法正常工作。因此有的厂家把两种技术进行组合,弥补彼此的缺陷,扩大其适用的环境范围。

  传感器校准,包括精校准和粗校准。精校准效果比较好,但需要昂贵的标定设备;粗校准则不需要借助外部设备,只对传感器本身进行操作即可。

  以磁罗盘的粗校准为例,由于地球上任意位置的地磁场强度在较长时间跨度内都可视为是恒定的,当转动磁罗盘时,根据相对运动可假设磁罗盘固定不动,而地磁场矢量随之在转动,其矢量端点在空间的轨迹应为一个标准的球体,但由于传感器存在误差,实际测出的数据并不严格都在球体的表面,这时候就需要根据测量出来的数值以及已知的准确值来计算两者之间的换算关系,也就是该款磁罗盘的误差模型。在以后使用该款磁罗盘时就可以根据粗校准得出的误差模型来处理测量值,使得测量值的误差减小。

  不同类型的传感器数据融合方法有多种,在业内用的比较普遍而且效果也比较好的是EKF,也就是扩展卡尔曼滤波。

  以计算飞机姿态角的融合方法为例,EKF更新过程主要分为两个部分,预测更新和量测更新。预测更新主要利用陀螺仪更新预测状态量,同时计算该状态量的协方差矩阵。在量测更新中先会计算滤波增益,然后使用滤波增益融合预测状态量、加速度计以及磁罗盘的数据,成为一个融合状态量,同时计算融合状态量的协方差矩阵,在下一次更新周期的计算中使用。

  传感器冗余设计主要是将多个同种传感器进行组合,处理方法是首先会剔除数据异常的传感器,然后再进行传感器的融合。冗余设计不仅可以提高测量精度也可以提高整套系统的可靠性,在某一个传感器失效的情况发生时,让整个系统能够继续正常工作。

  点击【专家问答】,享直播专家在线答疑,提问即可获得海量积分!主题简介及亮点本次直播重点讲解互补滤波算法如何能

  现代数据链技术的发展推动着无人机数据链向着高速、宽带、保密、抗干扰的方向发展,无人机实用化能力将越来...

  无人机降落辅助是无人机所具有的一项功能,可以检测无人机底部与着陆区域的距离,判定着陆点是否安全,然后...

  无人机的出现为人们的生活提供了许多便利,现已被广泛应用到社会的各行各业。

  无人机能够一跃进入大众视野,并迅速在大众市场火热发展,是很多人始料未及的。

  一般的电线米的高度,有些特高压塔甚至高达百米,相当于城市50层楼高。电力巡线员需要...

  开发地基量子通信网络的一个关键问题是如何处理脆弱的纠缠现象:通过现有光纤网络发送量子,在传输距离和数...

  在电力行业,它可以隔空巡查电网;在警界,它是警方行动的“侦察兵”——如今,无人机因为方便高效正被...

  去年大疆占据全球消费级无人机市场份额为七成,在国内的市场占有率高达九成。在美国和加拿大市场上接近80...

  据俄罗斯媒体近日发布的消息称,中国已经成功研制出一款能够在空中全天候保持量子通讯的无人机,这款无人机...

  近日,在东湖街道辖区内,伴随着无人机的迅速升空,越东路两侧建筑尽收眼底,越东路两侧行政村内违建巡查难...

  近日,在省道清水线清镇境凹河大桥上空,贵阳公路局清镇段公路管理工作人员正使用一架航空遥感无人机勘查几...

  近日,沈飞研发的一款无人机成为了全球关注的焦点。据介绍,沈飞研发的这款无人机在体型上比全球鹰大了一倍...

  近日,为期3天的2019世界经济论坛领军者年会在中国大连闭幕。来自全球120多个国家地区的近2000...

  高德红外在此次展览中展出了包括“新陆战之王”、空地一体化搜查指挥车、车辆辅助驾驶设备和核心器件探测器...

  该平台所使用的电源是两节锂电池串联组成的电池组, 利用锂离子电池的充放电特性, 设计了一套以mega...

  通过智能化无人机的装备和系统,结合地理信息、气象、互联网路况、北斗导航系统、卡口及路网数据、事故黑点...

  大疆创新政企版无人机系统是一种全新的综合无人机解决方案,专为全球政府机构的高安全性需求而设计,符合政...

  一项新的研究发现,中国正在开发的量子无人机可能会导致近乎不可阻挡的机载量子通信网络。

  要说今年最火热的技术是什么,“5G”肯定是其中之一。随着2019年6月6日工信部向中国移动、中国联通...

  6月26日,“2019中国(北京)消防技术与设备展览会”在北京国家会议中心举行,深之蓝携全系列水下机...

  5G服务预计将主要包括电信、广播、物联网和人工智能等传统业务领域之外的异构行业之间的融合复杂服务。

  使用无人机架线技术,只需遥控操作无人机拖着引线从一端飞到另一端,引线始终在空中行走。

  5G时代,中国企业不管是在专利方面,还是商业模式、技术方面,都扮演了重要的角色,中国在5G技术方面是...

  众所周知,传统测绘是一项艰苦的工作,时常面临恶劣、极端的作业环境。测绘人员需要冒酷暑、斗严寒,扛着各...

http://caracurran.com/cihangxiang/470.html
锟斤拷锟斤拷锟斤拷QQ微锟斤拷锟斤拷锟斤拷锟斤拷锟斤拷锟斤拷微锟斤拷
关于我们|联系我们|版权声明|网站地图|
Copyright © 2002-2019 现金彩票 版权所有