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无人机和机器人的应用-亚博网页登陆
本文摘要:BoschSensortec的BMI088是6轴IMU,具备低噪音16位加速度计和低悬浮16位陀螺仪。这种高精度设备的技术来源于高端汽车传感器,因此可以长时间获得优良的偏移和温度稳定性,具备低振动稳定性,成为无人机应用的理想自由选择。

无人机的市场规模和范围继续繁荣,新的应用程序层出不穷。无人机的应用也更广泛,可以运输邮件,可以为孩子和老年人接受娱乐、安全监视、农业和工业管理,也可以建立航空照片的新视野。起初,大部分无人机是比较简单的玩具。但最近其飞行中的能力明显提高,更安全、更平稳、更容易控制,有必要作为更普遍的现实生活来应用。

这一改进的一个重要因素是用于高性能微机电系统(MEMS )传感器。而且无人机传感器市场增长迅速:根据IHSMarkit (消费者和移动体运动传感器——2017年)的数据,无人机和玩具直升机MEMS运动传感器(加速度计、陀螺仪、IMU和压力传感器)的市场从2018年开始,MEMS传感器对无人机飞行中性能的影响是通过使用惯性MEMS传感器,无人机其方向平稳,用户可以正确控制,也是自主飞行中。但是,一些挑战使无人机的系统设计非常复杂,例如电机极不校准,系统的动态可能会根据有效载荷而变化,操作者的条件可能总是变异,或者传感器可能没有误差这些挑战不会导致定位处理的偏差,最终会导致导航系统中方位的偏差,无人机也会过热。

无人机要打破玩具范畴,高质量的MEMS传感器和先进的设备软件很重要。应用于无人机惯性测量单元(IMU )、气压传感器、地磁传感器、特定型传感器节点(ASSN )和传感器数据融合的精度对飞行中的性能有必要和实质性的影响。尺寸允许及严酷的环境和操作者条件(温度变化和振动等)将传感器的拒绝提高到新的水平。

MEMS传感器必须尽量防止这些影响,得到正确可靠的测量。有多种方法可以建立良好的飞行中性能,包括传感器校准和数据融合等软件算法。增加振动,根据无人机制造商独自的拒绝和市场需求自由选择MEMS传感器等机械系统设计。

传感器

仔细研究MEMS传感器,看看一些例子。无人机的核心是其姿态航向参考系统(AHRS ),还包括惯性传感器、磁力计和处理单元。AHRS估计滑动、旋转、失速角等设备的定位。没有传感器误差(位移、灵敏度误差、热波动等)引起的定位错误。

图1表示加速度计的位移函数形式的定位误差(滑动间距角),这一般是传感器倒数误差的核心根源。例如,如果加速度计只位移20mg,机器的方向就不会出现1次误差。

图1 :基于加速度计位移的弯曲误差惯性测量单元(IMU)IMU还包括加速度传感器和陀螺仪以及适当的嵌入式处理程序。因此,有必要在直线移动和旋转方面认识运动。BoschSensortec的BMI088是6轴IMU,具备低噪音16位加速度计和低悬浮16位陀螺仪。

这种高精度设备的技术来源于高端汽车传感器,因此可以长时间获得优良的偏移和温度稳定性,具备低振动稳定性,成为无人机应用的理想自由选择。图2显示了BMI088在不同温度下的典型位移漂移。

温度

图2:BMI088在不同温度下典型的零重力和零速率位移右图的加速度计位移的波动范围仅为10mg,陀螺传感器的位移波动大于0.5dps。另外,BMI088根据温度变化显示出直线的倾向,延迟非常小。由此,BMI088仅限于无人机和机器人的应用。

气压传感器无人机内置的高性能气压传感器可以正确测量高度,与IMU的高度控制读数融合使用。气压传感器必须尽量防止外部的影响和不正确。

现在,融合了GPS和光流等可选传感器,可以将距离传感器用于提高系统的可靠性,增加方位误差。BoschSensortec的新型BMP388气压传感器获取高度信息,提高飞行中的稳定性、高度控制、着陆和着陆性能。

高度

这样可以简化无人机的控制,有更普遍的用户。无人机中压力传感器的排斥一般非常严格。由于受到不理想的天气和温度条件的影响,高度精度必须保持在严格的公差范围内,而且传感器必须具备低延迟性和长时间的极低浮起。

BMP388符合这些严格拒绝,比较精度约为/-0.08hPa(/-0.66m ),著精度从300到1100hPa /-0.5hPa,低TCO一般高于0.75Pa/K。具备引人注目的性价比、低功耗、只有2.0x2.0x0.75mm吗? 的比PCB尺寸大。除了TCO的改进外,还有一些提高整体精度的因素,如比较精度、噪音、稳定性、语义著精度等。

只要工程师胜过坚硬的玩具到高精度飞机,现在创意产业和商业无人机的应用潜力就可以说是无限的。


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