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政策法規(guī)
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從零開始了解無人機(jī)丨無人機(jī)的基本構(gòu)成與作用原理
來源:DronePlus無人機(jī)聯(lián)盟
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作者:AUVSC
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發(fā)布時(shí)間: 2021-03-29
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多旋翼無人機(jī)的構(gòu)成分為4個(gè)系統(tǒng)來說，分別是動(dòng)力系統(tǒng)（包括供電系統(tǒng)）、飛控系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)、遙控系統(tǒng)....
2. IMU（慣性測量單元）：
（友情提示：太長不看，請往下拉）
現(xiàn)在的飛控內(nèi)部使用的都是由三軸陀螺儀，三軸加速度計(jì)，三軸地磁傳感器和氣壓計(jì)組成的一個(gè)IMU，也稱慣性測量單元。那么什么是三軸陀螺儀，什么是三軸加速度計(jì)，什么是三軸地磁傳感器呢，氣壓計(jì)？它們在飛機(jī)上起到的是什么作用呢，這三軸又是哪三個(gè)軸呢？三軸陀螺儀，三軸加速度計(jì)，三軸地磁傳感器中的三軸指的就是飛機(jī)左右，前后垂直方向上下這三個(gè)軸，一般都用XYZ來代表。左右方向在飛機(jī)中叫做橫滾，前后方向在飛機(jī)中叫做俯仰，垂直方向就是Z軸。陀螺都知道，小時(shí)候基本上都玩過，在不轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下它很難站在地上，只有轉(zhuǎn)動(dòng)起來了，它才會(huì)站立在地上，或者說自行車，輪子越大越重的車子就越穩(wěn)定，轉(zhuǎn)彎的時(shí)候明顯能夠感覺到一股阻力，這就是陀螺效應(yīng)，根據(jù)陀螺效應(yīng)，聰明的人們發(fā)明出的陀螺儀。最早的陀螺儀是一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的陀螺，通過三個(gè)靈活的軸將這個(gè)陀螺固定在一個(gè)框架中，無論外部框架怎么轉(zhuǎn)動(dòng)，中間高速旋轉(zhuǎn)的陀螺始終保持一個(gè)姿態(tài)。通過三個(gè)軸上的傳感器就能夠計(jì)算出外部框架旋轉(zhuǎn)的度數(shù)等數(shù)據(jù)。
由于成本高，機(jī)械結(jié)構(gòu)的復(fù)雜，現(xiàn)在都被電子陀螺儀代替，電子陀螺儀的優(yōu)勢就是成本低，體積小重量輕，只有幾克重，穩(wěn)定性還有精度都比機(jī)械陀螺高。說到這，大家也就明白陀螺儀在飛控中起到的作用了吧，它就是測量XYZ三個(gè)軸的傾角的。那么三軸加速度計(jì)時(shí)干什么的呢，剛剛說道三軸陀螺儀就是XYZ三個(gè)軸，現(xiàn)在不用說也就明白三軸加速度計(jì)也是XYZ三個(gè)軸。當(dāng)我們開車起步的一瞬間就會(huì)感到背后有一股推力，這股推力呢就是加速度，加速度是速度變化量與發(fā)生這一變化時(shí)間的比值，是描述物體變化快慢的物理量，米每二次方秒，例如一輛車在停止?fàn)顟B(tài)下，它的加速度是0，起步后，從每秒0米到每秒10米，用時(shí)10秒，這就是這輛車的加速度，如果車速每秒10米的速度行駛，它的加速度就是0，同樣，用10秒的時(shí)間減速，從每秒10米減速到每秒5米，那么它的加速就是負(fù)數(shù)。三軸加速度計(jì)就是測量飛機(jī)XYZ三個(gè)軸的加速度。
我們?nèi)粘３鲂卸际歉鶕?jù)路標(biāo)或記憶來尋找自己的面向的，地磁傳感器就是感知地磁的，就是一個(gè)電子指南針，它可以讓飛機(jī)知道自己的飛行朝向，機(jī)頭朝向，找到任務(wù)位置和家的位置。氣壓計(jì)呢就是測量當(dāng)前位置的大氣壓，都知道高度越高，氣壓越低，這就是人到高原之后為什么會(huì)有高原反應(yīng)了，氣壓計(jì)是通過測量不同位置的氣壓，計(jì)算壓差獲得到當(dāng)前的高度，這就是整個(gè)IMU慣性測量單元，它在飛機(jī)中起到的作用就是感知飛機(jī)姿態(tài)的變化，例如飛機(jī)當(dāng)前是前傾還是左右傾斜，機(jī)頭朝向、高度等最基本的姿態(tài)數(shù)據(jù)。
3. GPS指南針模塊：包含GPS模塊和指南針模塊，用于精確確定飛行器的方向及經(jīng)緯度。
4. LED指示燈模塊：用于實(shí)時(shí)顯示飛行狀態(tài)，是飛行過程中必不可少的，它能幫助飛手實(shí)時(shí)了解飛行狀態(tài)。
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