解密多旋翼飞行器传感器技术
admin
2021-01-21 17:30:13
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怎么评价一台多旋翼飞行器是否是合格的无人机呢？就像一辆合格的汽车必须有车身稳定控制、安全带、安全气囊、ABS 防抱死装置等安全措施一样，多旋翼飞行器也必须有惯性测量元件、GPS、视觉里程计、避障系统、气压计和超声波等传感器构成的智能导航系统才能称为无人机。接下来就向大家讲解多旋翼传感器发展背后的逻辑，让大家知道一台合格的无人机背后的故事。
背景知识
十五个测量状态
多旋翼飞行器想要在三维世界稳定飞行，首先最基础的问题是要确定自己在空间中的位置和姿态。测量位置和姿态需要不同的传感器，例如飞行器的三维位置可由GNSS 卫星导航系统获取。
多旋翼飞行器在空中飞行的时候，只知道三维位置还不够。多旋翼飞行器是通过调整自己的“姿态”，来产生往某个方向的推力完成飞行动作。比如说往侧面飞实际上就是往侧面倾，此时飞行器的一部分升力会推着飞行器往侧面移动。为了能够调整自己的姿态，就必须测量自己的姿态。姿态用三个角度表示，也是三维的。此外测量位置实时变化也需要知道三维的速度和加速度。
多旋翼飞行器要确定自己在空间中的位置和姿态，就要测量自己的三维速度、三维加速度和三维角速度，一共是十五个状态量。多旋翼传感器技术的发展，就是围绕如何准确测量这十五个状态量展开的。
第一代飞控技术
组合导航技术
准确测量十五个状态量是多旋翼飞行器做任何动作的基础中的基础，但是现在的科技水平还没有能够实现让一个传感器同时测量这么多的物理量。几十年来，人们发展出了一套复杂的技术，用 GNSS加上惯性测量元件、气压计和地磁指南针形成组合导航来测量十五个状态量。
名词解释：
GNSS 全球卫星导航系统，他的作用是测量经度、纬度和高度；地磁指南针，他的作用测量航向。
