無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)
作為無(wú)人機(jī)的“大腦”,無(wú)人機(jī)飛行控制系統(tǒng),是無(wú)人機(jī)核心的技術(shù)。飛控一般包括傳感器、機(jī)載計(jì)算機(jī)和伺服作動(dòng)設(shè)備三大部分,可實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)姿態(tài)穩(wěn)定和控制、任務(wù)設(shè)備管理和應(yīng)急控制三大功能。 而無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng),主要由陀螺儀和加速度傳感器、氣壓傳感器、超聲波傳感器、GPS模塊等關(guān)鍵傳感器,以及控制電路組成。這些傳感器的主要功能,就是自動(dòng)保持飛機(jī)的正常飛行姿態(tài)。 無(wú)人機(jī)飛控中的陀螺儀及IMU 其中,陀螺儀用于測(cè)量機(jī)體繞自身軸旋轉(zhuǎn)的角速率,即物體的旋轉(zhuǎn)速度。目前,在無(wú)人機(jī)應(yīng)用中,普遍采用三個(gè)單軸加速度傳感器和三個(gè)單軸陀螺儀,來(lái)組成慣性測(cè)量單元,即Inertial measurement unit,簡(jiǎn)稱IMU,用于完成對(duì)無(wú)人機(jī)在空中姿態(tài)的檢測(cè)與測(cè)量。 其中,加速度傳感器用于檢測(cè)無(wú)人機(jī)在載體坐標(biāo)系統(tǒng)中獨(dú)立三軸的加速度信號(hào),而陀螺儀用于檢測(cè)載體相對(duì)于導(dǎo)航坐標(biāo)系的角速度信號(hào),測(cè)量物體在三維空間中的角速度和加速度,并以此解算出無(wú)人機(jī)的偏航、俯仰或滾動(dòng)姿態(tài)。 隨后,IMU將會(huì)將檢測(cè)到的數(shù)據(jù),傳送給主控處理器MCU。主控處理器MCU將根據(jù)用戶操作的指令,以及IMU數(shù)據(jù),通過(guò)飛行算法控制飛行器的穩(wěn)定運(yùn)行。
大型商用/軍用無(wú)人機(jī)用慣性導(dǎo)航系統(tǒng) 性能先進(jìn)的慣性器件,是先進(jìn)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的前提。目前,在軍事航空用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中,伴隨著IMU技術(shù)的深度和廣泛應(yīng)用,陀螺儀、加速度傳感器日益成為兩大核心的慣性元器件。隨著MEMS技術(shù)的進(jìn)一步升級(jí),航空航天慣性導(dǎo)航系統(tǒng)也在逐步朝著高精度、小型化和數(shù)字化方向發(fā)展。 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)通常由慣性測(cè)量裝置、計(jì)算機(jī)、顯示器等組成。慣性測(cè)量裝置由兩大核心慣性元器件組成:加速度計(jì)和陀螺儀。三個(gè)自由度的陀螺儀,用來(lái)測(cè)量飛行器的角加速度,三個(gè)加速度傳感器用來(lái)測(cè)量飛行器的加速度,計(jì)算機(jī)通過(guò)測(cè)得的角加速度和加速度數(shù)據(jù)計(jì)算出飛行器的速度和位置數(shù)據(jù)。
自動(dòng)駕駛汽車(chē)是利用車(chē)載傳感器來(lái)感知車(chē)輛周?chē)h(huán)境,并根據(jù)感知所獲得的道路、車(chē)輛位置和障礙物信息,控制車(chē)輛的轉(zhuǎn)向和速度,從而使車(chē)輛能夠安全、可靠地在道路上行駛。
適應(yīng)車(chē)輛在時(shí)速80-100km/H; 高分辨率,在300m處能準(zhǔn)確檢出10%反射率的障礙物; 可變視場(chǎng)角,適應(yīng)十字路口、濕滑顛簸、山路等多種行車(chē)路況; 內(nèi)置專用算法,可與其他傳感器結(jié)果等融合組成多冗余,高可靠性智能系統(tǒng)。
自動(dòng)駕駛汽車(chē)從根本上改變了傳統(tǒng)的“人—車(chē)—路”閉環(huán)控制方式,將不可控的駕駛員從該閉環(huán)系統(tǒng)中請(qǐng)出去,從而大大提高了交通系統(tǒng)的效率和安全性。在自動(dòng)駕駛汽車(chē)應(yīng)用中, 高精度組合導(dǎo)航產(chǎn)品能夠?qū)崟r(shí)對(duì)車(chē)輛的三維位置。
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