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超声波传感器应用于无人机着陆实例


时间:2017-12-18 作者:仪商网
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近年来,随着无人机产业的发展,传感器行业也将会形成更大的市场。在无人机飞行控制系统中,一般安装有高精度的感应器元件,主要由用于飞行姿态感知的陀螺仪,加速度传感器,气压传感器这些控制电路等部件组成,这其中传感器起到的作用是精准地感应并计算出飞行器的飞行姿态等数据,实现精准的控制无人机的飞行和悬停。超声波传感尤其有助于无人机着陆、悬停和地面跟踪。

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,然后缓慢下降到着陆区域。尽管GPS监测、气压传感和其他传感技术有助于着陆过程,但在这个过程中,超声波传感是无人机的主要和最准确的判断依据。大多数无人机中还有悬停和地面跟踪模式,主要用于捕捉连续镜头和陆地导航,其中超声波传感器有助于将无人机保持在高于地面的恒定高度。本博文系列的第1部分讨论了如何将超声波传感器与汽车应用相结合。本博文将探讨超声波传感可用于无人机应用的原因。

超声波原理

超声波的定义是使用高于人类听力上限频率的声波 —— 见图1。


图1:超声波范围


超声波可以穿过各种介质(气体、液体、固体)来检测声阻抗不匹配的物体。声速是声波在弹性介质中传播时每单位时间的距离。例如,在20°C (68°F)的干燥空气中,声速为343米每秒(1,125英尺每秒)。空气中的超声波衰减随着频率和湿度的增加而增加。因此,由于过度的路径损耗/吸收,空气耦合超声波通常被限制在500kHz以下的频率。

超声波ToF

与许多超声波传感应用一样,无人机着陆辅助系统使用飞行时间(ToF)原理。ToF是从传感器发射到目标物体,然后从物体反射回传感器的超声波的往返时间估计,如图2所示。



图2:用于无人机着陆的超声波ToF示意图

关键词:无人机着陆 超声波传感器 无人机    浏览量:649

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