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無人機中超聲波原理近年來,消費類無人機越來越受歡迎,多用于拍攝震撼的片段、運送救援物資,多數(shù)無人機使用各種傳感技術(shù)實現(xiàn)自主導(dǎo)航、碰撞檢測。而你又是否知道,超聲波傳感尤其有助于無人機著陸、懸停、地面跟蹤。
無人機降落輔助是無人機所具有的一項功能,可以檢測無人機底部與著陸區(qū)域的距離,判定著陸點是否安全,然后緩慢下降到著陸區(qū)域。盡管GPS監(jiān)測、氣壓傳感和其他傳感技術(shù)有助于著陸過程,但在這個過程中,超聲波傳感是無人機的主要和最準(zhǔn)確的判斷依據(jù)。大多數(shù)無人機中還有懸停和地面跟蹤模式,主要用于捕捉連續(xù)鏡頭和陸地導(dǎo)航,其中超聲波傳感器有助于將無人機保持在高于地面的恒定高度。
無人機中超聲波原理
超聲波可以穿過各種介質(zhì)(氣體、液體、固體)來檢測聲阻抗不匹配的物體。聲速是聲波在彈性介質(zhì)中傳播時每單位時間的距離。例如,在20°C (68°F)的干燥空氣中,聲速為343米每秒(1,125英尺每秒)。空氣中的超聲波衰減隨著頻率和濕度的增加而增加。因此,由于過度的路徑損耗/吸收,空氣耦合超聲波通常被限制在500kHz以下的頻率。
為什么要將超聲波感應(yīng)用于無人機著陸?
雖然眾多的傳感技術(shù)可以檢測物體的接近程度,但是超聲波傳感可在無人機著陸時的探測距離、方案成本以及不同表面的可靠性方面良好運行。
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離地面5米高的距離。假設(shè)信號調(diào)節(jié)和處理正確,40-60kHz范圍內(nèi)的超聲波傳感器通常可以滿足這個范圍。
所有用于空氣耦合應(yīng)用的超聲波傳感器都有一段激勵期,稱為衰減時間或振蕩時間,在這個時間內(nèi),壓電薄膜振動并發(fā)出超聲波能量,難以檢測到任何進入的回波。
為了在振鈴期間有效地測量物體,許多無人機設(shè)計者為發(fā)射機和接收機安裝單獨的傳感器。通過分離接收器,無人機可以在發(fā)射器的激勵期間檢測物體。。
超聲波傳感技術(shù)也是一項具有成本競爭力的技術(shù)
超聲波傳感可以檢測其他技術(shù)難以解決的的表面。例如,無人機經(jīng)常會遇到建筑物上的玻璃窗和其他玻璃表面。光傳感技術(shù)有時會穿過玻璃和其他透明材料,這對無人機懸停在玻璃建筑物上造成困難。超聲波則能夠可靠地反射出玻璃表面。
雖然超聲波傳感主要用于無人機著陸輔助和懸停,但其強大的性價比正促使無人機設(shè)計人員探索該技術(shù)的其他應(yīng)用。快速發(fā)展的無人機領(lǐng)域潛力巨大。
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