近年來，隨著無人機市場的迅速增長，消費用無人機也越來越受歡迎。例如，無人機經(jīng)常被用于拍攝令人震驚的場面和運送救援物資，其中很多使用多種感知技術(shù)進(jìn)行自主導(dǎo)航、碰撞檢測。隨著無人機功能的增加，GPS傳感器、紅外傳感器、氣壓傳感器和超聲波傳感器越來越多地用于無人機。你知道在眾多傳感器中，超聲波檢測在無人機中主要是應(yīng)用在哪里嗎？

 

　　超聲波原理

 

　　超聲波可以通過多種介質(zhì)(氣體、液體、固體)檢測聲音阻抗不一致的物體。音速是聲波在彈性介質(zhì)中傳播時單位小時的距離。例如，在20C(68F)的干燥空氣中，音速為每秒343米(每秒1，125英尺)。空氣中的超聲波衰減隨著頻率和濕度的增加而增加。因此，由于過度的路徑損失/吸收，空氣耦合超聲波通常被限制在500kHz以下的頻率。
 

 

　　為什么超聲波檢測要用于無人機著陸、懸停、地面跟蹤？

 

　　無人機著陸輔助是無人機的功能，它可以檢測無人機地面與著陸區(qū)之間的距離，判斷著陸點是否安全，然后慢慢下降到著陸區(qū)。GPS監(jiān)測、氣壓檢測和其他檢測技術(shù)有助于著陸過程，但在此過程中，超聲波檢測是無人機主要和準(zhǔn)確判斷的依據(jù)。大部分無人機也有懸停和地面跟蹤模式，主要用于捕捉連續(xù)和陸地導(dǎo)航。超聲波傳感器有助于使無人機保持在高于地面的一定高度。

 

　　無人機地面跟蹤和著陸的共同要求是，能夠可靠地檢測到距地面5米高的距離。假設(shè)信號調(diào)整和處理正確，40-60kHz范圍的超聲波傳感器通常可以滿足這個范圍。

 

　　超聲波檢測可以檢測到其他技術(shù)難以解決的表面。例如，無人機經(jīng)常遇到建筑物的玻璃窗和其他玻璃表面。光檢測技術(shù)有時會通過玻璃和其他透明材料，這可能會導(dǎo)致無人機漂浮在玻璃建筑物上的困難。超聲波能穩(wěn)定地反射玻璃表面。
 

　　然后，我們來看看傳感器在無人機避障中的應(yīng)用。

 

　　防火墻技術(shù)作為增加無人機安全飛行的保障，隨著技術(shù)的發(fā)展日新月異。“避障功能”是無人機在飛行過程中收集有關(guān)周圍環(huán)境的信息，測量距離，發(fā)揮“避障”作用的直接優(yōu)點是，過去一些人為疏忽造成的沖擊現(xiàn)在可以通過避障功能避免。在保證無人機飛行安全的同時，還可以避免對周圍人員的傷害。目前無人機的避障技術(shù)中比較常見的是超聲波傳感器、紅外傳感器、激光傳感器和視覺傳感器。超聲波避障：

 

　　超聲波其實是聲波的一種。因為頻率高于20kHz，所以耳朵聽不見，指向性更強。

 

　　超聲波測距的原理比紅外線更簡單。因為聲波遇到障礙物時會反射，聲波的速度是已知的，所以只要知道從發(fā)射到接收的時間差，就可以輕松計算出測量的距離，將發(fā)射器和接收器的距離相結(jié)合，就可以計算出障礙物的實際距離。

 

　　超聲波距離測量比紅外距離測量價格更便宜，相應(yīng)的感應(yīng)速度和準(zhǔn)確度也稍遜一籌。(威廉莎士比亞、超聲波、超聲波、超聲波、超聲波、超聲波、超聲波、超聲波、超聲波)同樣，由于要主動發(fā)射聲波，所以對太遠(yuǎn)的障礙物，隨著聲波的衰減，準(zhǔn)確度會下降，如果受到海綿等吸收聲波的物體或強風(fēng)的干擾，超聲波將無法正常工作。
 

 

 

　　紅外傳感器避障

 

　　無人機避障中的應(yīng)用，紅外避障的一般實施方式就是“三角測量原理”。

 

　　紅外傳感器包括紅外發(fā)射器和CCD探測器。紅外發(fā)射器發(fā)射紅外線，紅外線對物體產(chǎn)生反射，反射的光線由CCD探測器接收。由于物體的距離D不同，反射角度也可能不同。根據(jù)反射角度，會生成不同的偏移值L。知道這個數(shù)據(jù)后再計算，就能知道物體的距離。

 

　　激光傳感器

 

　　激光屏障類似于紅外線，是發(fā)射和接收激光。但是激光傳感器可以用類似紅外線的三角測量和超聲波的時間差速度來測量。但是激光束非常窄，可以同時使用多個激光組成陣列雷達(dá)，近年來該技術(shù)越來越成熟，常用于自動駕駛車輛，但由于其體積大，價格昂貴，因此不適合無人機。(大衛(wèi)亞設(shè)，北方執(zhí)行部隊。)

 

　　視覺傳感器

 

　　視覺避障技術(shù)、機器人如何解決“看到”問題的視覺避障技術(shù)、視覺識別系統(tǒng)通常可以包括一個或兩個攝像頭。單張照片沒有2D電影那樣直接的空間感，只有我們自己有“物體遮擋、近距離大小”等依靠生活經(jīng)驗的二維信息。(威廉莎士比亞，溫斯頓，電影名言) (電影)因此，從單個照相機獲得的信息和限制不能直接達(dá)到我們想要的效果。當(dāng)然，不能用機器視覺來比喻。個別相機的圖片信息缺乏場景中每個物體和鏡頭之間的距離關(guān)系，即第三維。