小米正式進(jìn)軍消費(fèi)型無(wú)人機(jī)市場(chǎng),第一代產(chǎn)品將于明天發(fā)布。消息稱小米無(wú)人機(jī)將搭載Fellow Me技術(shù)和光流定位技術(shù),與小米手環(huán)二代配合使用,作為年輕人的第一臺(tái)無(wú)人機(jī)售價(jià)3999元。此前,有業(yè)內(nèi)傳聞高通正在與聯(lián)芯、大疆談判,共同合作開(kāi)發(fā)無(wú)人機(jī)芯片方案平臺(tái),小米又是高通在中國(guó)最重要的合作伙伴之一。大型芯片商、制造商快速入場(chǎng),2016年中國(guó)無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)變局臨近。
無(wú)人機(jī)已成為2016年業(yè)界最火的名詞之一,在航拍、快遞、災(zāi)后搜救、數(shù)據(jù)采集等領(lǐng)域,無(wú)人機(jī)已獲得廣泛應(yīng)用,而在警力、城市管理、農(nóng)業(yè)、地質(zhì)、氣象、電力、快遞、測(cè)繪、植保、噴灑農(nóng)藥、測(cè)繪、巡線等行業(yè)領(lǐng)域,無(wú)人機(jī)正在發(fā)揮越來(lái)越大的作用。預(yù)計(jì)2016年無(wú)人機(jī)市場(chǎng)的消費(fèi)總額將會(huì)翻倍,商用無(wú)人機(jī)消費(fèi)市場(chǎng)的增長(zhǎng)潛力更大。
400中國(guó)無(wú)人機(jī)廠商占據(jù)全球70%市場(chǎng)
根據(jù)UBM數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),目前國(guó)內(nèi)電力巡線領(lǐng)域潛在需求4000架,輸油管道巡檢領(lǐng)域潛在需求1170架,森林防火領(lǐng)域潛在需求1000架,公共安全、反恐維穩(wěn)潛在需求2856架。僅上述四個(gè)民用領(lǐng)域的潛在需求總架數(shù)已經(jīng)接近10000架
圖2:中國(guó)大陸無(wú)人機(jī)出口增長(zhǎng)與預(yù)測(cè)
在全球無(wú)人機(jī)行業(yè)中,中國(guó)無(wú)人機(jī)無(wú)疑是當(dāng)中的佼佼者。據(jù)UBM最新的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),2015年中國(guó)大陸出口無(wú)人機(jī)89.1萬(wàn)架,同比增長(zhǎng)427.2%。其中大疆創(chuàng)新2014年總營(yíng)收占全球小型無(wú)人機(jī)市場(chǎng)份額的70%。
在無(wú)人機(jī)制造領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)制造商已搶先占領(lǐng)世界市場(chǎng)。目前中國(guó)大約有400個(gè)無(wú)人機(jī)制造商,供應(yīng)全球70%的無(wú)人機(jī)需求市場(chǎng)。
圖3:2015年全球民用無(wú)人機(jī)企業(yè)排行榜
圖4:越來(lái)越多的不同領(lǐng)域的廠商開(kāi)始跨界進(jìn)入無(wú)人機(jī)領(lǐng)域
除了飛控,無(wú)人機(jī)還有哪些技術(shù)門檻?
據(jù)了解,無(wú)人機(jī)的核心技術(shù)主要集中在飛控、遙控、圖傳、云臺(tái)等技術(shù)方向,這些因素共同決定了無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的飛行穩(wěn)定、安全、航程、圖像穩(wěn)定性等技術(shù)指標(biāo)。
其中飛控技術(shù)是無(wú)人機(jī)實(shí)現(xiàn)自主飛行的核心技術(shù)。飛控系統(tǒng)硬件方面一般包括控制計(jì)算機(jī)、傳感器、導(dǎo)航設(shè)備、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等設(shè)備構(gòu)成。在以往,無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)主要采用開(kāi)源平臺(tái),如德國(guó)MK、美國(guó)APM、PX4、MWC等公司都帶頭講自己的無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)進(jìn)行了開(kāi)源。2014年Linux也參與了無(wú)人機(jī)開(kāi)源系統(tǒng)的合作。這種做法大大降低了飛控的技術(shù)門檻,也推動(dòng)了無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
但是,為了將自己的產(chǎn)品做出差異化,掌握核心競(jìng)爭(zhēng)力,越來(lái)越多的公司開(kāi)始在開(kāi)源平臺(tái)上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),自己來(lái)做無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)。例如加拿大的Micro pilot、美國(guó)UAV Flight Systems,零度智控、北京普洛特、大疆、天下圖等。
遙控技術(shù)則主要取決于無(wú)線通信方式,無(wú)人機(jī)通信一般采用微波通信,微波是一種無(wú)線電波,它傳送的距離一般可達(dá)幾十公里。頻段一般是902-928MHZ,常見(jiàn)有MDSEL805,一般都選用可靠的跳頻數(shù)字電臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線遙控。目前無(wú)人機(jī)普遍采用2.4G無(wú)線通信芯片,由于通信數(shù)據(jù)量不大所以延時(shí)極低,主要講究信號(hào)的穩(wěn)定性和操作的實(shí)時(shí)性,一般可靠距離在1KM以內(nèi)。在無(wú)人機(jī)和地面的通信芯片方面,高通計(jì)劃測(cè)試4G網(wǎng)絡(luò),以及正在快速發(fā)展的5G通信技術(shù)在無(wú)人機(jī)通信上的應(yīng)用。
除了無(wú)線遙控,無(wú)線通信同樣被應(yīng)用到視頻傳輸上。消費(fèi)級(jí)主流的方案使用2.4G WiFi圖傳,傳輸距離在500-800m左右。高清圖傳的傳輸距離更遠(yuǎn)、延時(shí)性更低和更高分辨率的畫質(zhì),對(duì)視頻的編解碼要求很高。實(shí)時(shí)圖傳指標(biāo)有三個(gè)分別為距離,分辨率及延時(shí)程度。大疆采用的OFDM(信道編碼的正交頻分復(fù)用)全數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù),其多載波等技術(shù)特點(diǎn),抗多徑能力強(qiáng),具備“非視距”、“繞射”傳輸特點(diǎn)和良好穿透能力,能夠滿足無(wú)人機(jī)無(wú)線通信任務(wù)。據(jù)了解,大疆的OFDM在廣闊沒(méi)干擾地區(qū)可以做到5公里圖傳,這個(gè)技術(shù)目前大疆獨(dú)占。因?yàn)檫@套算法跟硬件都需要一定的技術(shù)積累。分辨率這個(gè)現(xiàn)在大家都可以做到720P。而延時(shí)程度這個(gè)很重要,大疆可以做到幾乎感覺(jué)不到圖傳延時(shí),大概0.3秒。
新門檻:避障技術(shù)以及計(jì)算機(jī)視覺(jué)
隨著無(wú)人機(jī)產(chǎn)品逐漸的升級(jí)換代,壁障、機(jī)器視覺(jué)、跟隨(Follow Me)等新興應(yīng)用層出不窮。在2016年CES展上,有多家無(wú)人機(jī)廠商就展示了最新的壁障技術(shù)。
目前無(wú)人機(jī)多用超聲、紅外和視覺(jué)等方式結(jié)合進(jìn)行避障。不同的避障技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)各不相同,針對(duì)之前避障方式魯棒性(Robust)差的問(wèn)題,Aerotenna把微波雷達(dá)技術(shù)引入了無(wú)人機(jī),并基于此技術(shù)開(kāi)發(fā)了基于微波雷達(dá)技術(shù)的無(wú)人機(jī)高度計(jì)和360度全向避障模塊。
對(duì)于無(wú)人機(jī)的安全性來(lái)說(shuō),會(huì)避障將是一個(gè)巨大的提升,也會(huì)讓應(yīng)用領(lǐng)域更廣泛。避障的實(shí)現(xiàn)方式有很多種,除了上述提到的微博雷達(dá)技術(shù)外,計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)也可以應(yīng)用于避障。依靠計(jì)算機(jī)視覺(jué)芯片,未來(lái)的無(wú)人機(jī)將具備自動(dòng)飛行的能力(無(wú)需地面操控員利用設(shè)備控制),它們能夠自動(dòng)躲避高壓線、尋找著陸范圍、自動(dòng)在異常氣候條件下修正飛行路線。隨著計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)不斷完善,未來(lái)的無(wú)人機(jī)將在商品快遞等領(lǐng)域發(fā)揮出巨大作用。
雙目立體視覺(jué)(Binocular Stereo Vision)是機(jī)器視覺(jué)的一種重要形式,零度智控推出的雙目深度算法基于視差原理并利用成像設(shè)備從不同的位置獲取被測(cè)物體的兩幅圖像,通過(guò)計(jì)算圖像對(duì)應(yīng)點(diǎn)間的位置偏差,來(lái)獲取物體三維幾何信息的方法。融合兩只眼睛獲得的圖像并觀察它們之間的差別(視差圖像),使我們可以獲得明顯的深度感,建立特征間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,將同一空間物理點(diǎn)在不同圖像中的映像點(diǎn)對(duì)應(yīng)起來(lái)。雙目視覺(jué)深度恢復(fù)技術(shù)可以使智能機(jī)器人具備對(duì)環(huán)境的深度感知能力。
基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的無(wú)人機(jī)還可以完成諸多功能,例如手勢(shì)操作、光流及聲吶定位、電子穩(wěn)像等。
除此之外,在跟隨功能上,被應(yīng)用到VR設(shè)備HTC Vive的Lighthouse光學(xué)位置追蹤系統(tǒng)可替代目前機(jī)器人追蹤巡航系統(tǒng)。特別是室內(nèi)遠(yuǎn)距離精準(zhǔn)追蹤。可以實(shí)現(xiàn)在室內(nèi)跟蹤四旋翼無(wú)人機(jī),不必再花5萬(wàn)美金買一套Vicon光學(xué)運(yùn)動(dòng)追蹤系統(tǒng)。
新需求促使MCU升級(jí)處理器
傳統(tǒng)的民用無(wú)人機(jī)并不需要強(qiáng)悍的計(jì)算能力,基本的操作都在目視距離之內(nèi)。直到最近幾年,電池動(dòng)力多軸旋翼與機(jī)載攝像裝置的結(jié)合讓新手也可以快速學(xué)會(huì)無(wú)人機(jī)操控,同時(shí)也對(duì)無(wú)人機(jī)自身的電子設(shè)備能力提出了很高的要求:飛行器與地面的通訊帶寬要大幅增加以傳輸視頻數(shù)據(jù);最好擁有障礙探測(cè)與規(guī)避能力以彌補(bǔ)操控者經(jīng)驗(yàn)的不足;無(wú)人機(jī)要和其他電子設(shè)備很好地協(xié)作,方便操控與實(shí)現(xiàn)各類用途,等等。加上上面提到的機(jī)器視覺(jué)、壁障等功能都需要強(qiáng)大的圖形運(yùn)算處理能力和高效的深度算法,因此對(duì)于無(wú)人機(jī)的主控平臺(tái)提出了越來(lái)越高的要求。
傳統(tǒng)的單片機(jī)(MCU)已經(jīng)無(wú)法再滿足無(wú)人機(jī)的需求,而處理器廠商正在對(duì)無(wú)人機(jī)領(lǐng)域虎視眈眈。由于無(wú)人機(jī)的機(jī)體通常不會(huì)很快損壞,使用年限較長(zhǎng);但核心電子器件的換代會(huì)很迅速,每隔一兩年就會(huì)有更新、更強(qiáng)的芯片面世,提升無(wú)人機(jī)的綜合能力。為無(wú)人機(jī)更換處理模塊將像為PC升級(jí)組件一樣平常,這就意味著巨大的商機(jī)。此外無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)需要用到應(yīng)用處理器,這和手機(jī)內(nèi)部的處理器并無(wú)本質(zhì)區(qū)別,另外空中飛行的無(wú)人機(jī)需要和地面控制人員和設(shè)備進(jìn)行通信,也將給通信芯片廠商帶來(lái)巨大的商機(jī)。
一架售價(jià)一千美元的無(wú)人機(jī)安裝的處理模塊可能賣到三百美元,相當(dāng)于一顆PC CPU的售價(jià)。未來(lái)價(jià)值數(shù)百億美元的無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)中,芯片企業(yè)足可以分得一百億美元甚至更多的蛋糕。此外由于無(wú)人機(jī)的很多技術(shù)與無(wú)人駕駛汽車相通,為前者研發(fā)的芯片技術(shù)很容易成為后者的積淀。如果能在無(wú)人機(jī)芯片領(lǐng)域獲得領(lǐng)先優(yōu)勢(shì),進(jìn)而就可以在更重要的自動(dòng)駕駛汽車產(chǎn)業(yè)成為關(guān)鍵角色。
也因此包括高通、英特爾在內(nèi)的SOC公司正在采用了比微控制器(MCU)更為強(qiáng)大的CPU或是ARM Cortex-A系列處理器作為飛控主芯片。這些芯片巨頭的加入證明芯片技術(shù)在未來(lái)無(wú)人機(jī)發(fā)展中的重要性不可忽視,芯片也成為了未來(lái)無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵核心組件。和智能手機(jī)時(shí)代一樣,無(wú)人機(jī)制造商也希望高通、英特爾這些芯片制造商,能夠提供完整的芯片解決方案。將來(lái)用戶在選購(gòu)無(wú)人機(jī)時(shí)也要在意其使用了什么等級(jí)的CPU,乃至在專用測(cè)試程序中的成績(jī);也許“不服跑個(gè)分”的適用范圍又要擴(kuò)大了。
主流的無(wú)人機(jī)SOC介紹
在CES2016上,高通子公司Qualcomm Technologies、騰訊和零度智控發(fā)布并展示了一款基于高通驍龍F(tuán)light平臺(tái)的商用無(wú)人機(jī)YING,將于2016年上半年在全球上市。
驍龍F(tuán)light是一塊高度優(yōu)化的58x40mm開(kāi)發(fā)板,專門針對(duì)消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)和機(jī)器人應(yīng)用而設(shè)計(jì)。驍龍F(tuán)light包含一顆驍龍801 SoC(由四顆主頻為2.26GHz的核心組成),支持GPS、4K視頻拍攝、強(qiáng)勁的連接性以及先進(jìn)的無(wú)人機(jī)軟件和開(kāi)發(fā)工具,雙通道Wi-Fi和藍(lán)牙模塊,支持實(shí)時(shí)飛行控制系統(tǒng),擁有全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)接收器,支持4K視頻處理,支持快速充電技術(shù),而這一切全被整合在一張名片大小的主板上。帶來(lái)了最前沿的移動(dòng)技術(shù)以打造全新級(jí)別的消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)。據(jù)了解,這款芯片可把4K無(wú)人機(jī)的平均價(jià)格從約合人民幣7791元拉低至約合人民幣1948-2597元,續(xù)航從20分鐘延長(zhǎng)到45-60分鐘。另外,高通還設(shè)立了內(nèi)部實(shí)驗(yàn)室,研發(fā)無(wú)人機(jī)可以使用的計(jì)算機(jī)視覺(jué)芯片。
2016年,采用高通芯片平臺(tái)的無(wú)人機(jī)可能會(huì)越來(lái)越多,這種一體化的芯片平臺(tái),也會(huì)大大加快無(wú)人機(jī)的研發(fā)和制造。據(jù)報(bào)道,高通已經(jīng)推出了這樣的芯片配套方案,名為“驍龍飛行平臺(tái)”,整合了無(wú)人機(jī)飛行和工作需要用到的處理器、通信芯片、飛行控制芯片以及高空攝像芯片。這一平臺(tái)甚至可以支持超高清視頻的拍攝。
除了高通,在CES2016上,英特爾展示了采用英特爾實(shí)感技術(shù)的Yuneec TyphoonH,內(nèi)置了高達(dá)6個(gè)英特爾的“RealSense”3D攝像頭,采用了四核的英特爾凌動(dòng)(Atom)處理器的PCI-express定制卡,來(lái)處理距離遠(yuǎn)近與傳感器的實(shí)時(shí)信息,以及如何避免近距離的障礙物。至于遠(yuǎn)距離的3D攝像頭,Intel使用“主動(dòng)立體成像原理”,它模仿了人眼的“視差”原理,通過(guò)打出一束紅外光,以左紅外傳感器和右紅外傳感器追蹤這束光的位置,然后用三角定位原理來(lái)計(jì)算出3D圖像中的“深度”信息。
三星在無(wú)人機(jī)產(chǎn)品線上推出了Artik5芯片,搭載1GHzARM雙核ARMCortex-A7處理器(Mali400 MP2 GPU),搭配的是512MB LPDDR3內(nèi)存以及4G eMMc閃存。支持Wi-Fi、低功耗藍(lán)牙,支持802.11b/g/n。此外,該芯片還能對(duì)解碼H.264等格式720p30fps的視頻進(jìn)行解碼,并提供了TrustZone。
值得一提的是國(guó)產(chǎn)芯片聯(lián)芯LC1860,目前已經(jīng)被包括大疆精靈4、零度智控1代采用。LC1860支持LTE-TDD/LTE-FDD/TD-SCDMA/WCDMA/GGE五模,集成4+1個(gè)CortexA71.5GHzCPU、雙核GPUMaliT628、Trustzone安全架構(gòu)等特寫。LC1860于2014年第三季度正式上市,是國(guó)內(nèi)首顆面向公開(kāi)市場(chǎng)商用的28nm4GSoC芯片。發(fā)布短短一年時(shí)間,出貨量就已經(jīng)超過(guò)千萬(wàn),產(chǎn)品穩(wěn)定性經(jīng)過(guò)了市場(chǎng)檢驗(yàn)。這個(gè)平臺(tái)最大的優(yōu)勢(shì)是SDR軟件無(wú)線電,可以自定義和修改無(wú)線電頻段。采用SDR自定義無(wú)線電頻段,可以獲得比主流的2.4G WIFI更遠(yuǎn)的傳輸距離。
在剛剛結(jié)束的2016年香港春季電子展上,rockchip也首次推出了高清無(wú)人航拍一體機(jī)解決方案。這個(gè)方案采用RK3288芯片,其特點(diǎn)是沒(méi)有搭載云臺(tái),而通過(guò)超強(qiáng)防抖高清航拍穩(wěn)像技術(shù)實(shí)現(xiàn)圖像穩(wěn)定。基于陀螺儀角度及位移校正并采用優(yōu)化的運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)與提取算法,提升相機(jī)影像清晰度,可一定程度取代傳統(tǒng)機(jī)械云臺(tái)??蓪?shí)現(xiàn)13M的Camera數(shù)據(jù)采集,輸出1080P?30fps本地高清以及480P?30fps的遠(yuǎn)程傳輸雙通道穩(wěn)像碼流。RK3288芯片主打超強(qiáng)防抖穩(wěn)像技術(shù)與高速圖像處理能力,在航拍算法防抖技術(shù)上進(jìn)行極致設(shè)計(jì)從而提升航拍影像表現(xiàn)力并且縮小無(wú)人機(jī)體積,更適合個(gè)人便攜應(yīng)用。
此外,MTK在最近舉行的CITE2016展上,也展示了基于Linkit smart7688平臺(tái)的無(wú)人機(jī)方案。不過(guò)MTK工作人員表示,目前沒(méi)有專門針對(duì)無(wú)人機(jī)市場(chǎng)增設(shè)產(chǎn)品線的打算。
集成化“交鑰匙”將主導(dǎo)無(wú)人機(jī)行業(yè)
由于目前國(guó)內(nèi)的無(wú)人機(jī)廠商魚龍混雜,不少?gòu)S商在硬件平臺(tái)搭建上實(shí)力是有所欠缺的。之所以大部分采用單品機(jī)+圖傳、視覺(jué)模塊的方式,是因?yàn)镃ortex-A甚至X86處理器開(kāi)發(fā)難度大。
然而當(dāng)高通、Intel這種芯片巨頭推出snapdragon flight這種集成度高而且計(jì)算能力非常強(qiáng)的平臺(tái)之后,游戲規(guī)則就會(huì)悄然發(fā)生改變。首先,硬件研發(fā)和制造成本轉(zhuǎn)移到了平臺(tái)的采購(gòu)成本,只要硬件平臺(tái)的價(jià)格沒(méi)有高到離譜,總還是值得的。此外,當(dāng)這些小無(wú)人機(jī)忽然間擁有(相對(duì)于STM32等處理器)強(qiáng)大很多倍的計(jì)算能力之后,很多曾經(jīng)需要特殊設(shè)備才能完成的計(jì)算(如視頻編碼壓縮,目標(biāo)識(shí)別,視覺(jué)定位等等)在這一個(gè)平臺(tái)上就可以完成。
此外,除了高通之外,MEMS傳感器廠商如ST、ADI等廠商也在考慮推出他們的硬件平臺(tái),到時(shí)候可能會(huì)將高性能CPU、慣性傳感器、基帶和射頻芯片、電源管理芯片等等集成到一塊電路板上,到時(shí)候無(wú)人機(jī)的開(kāi)發(fā)門檻將進(jìn)一步更低。
這些MEMS傳感器主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)飛行器的平穩(wěn)控制和輔助導(dǎo)航。飛行器之所以能懸停,可以做航拍,是因?yàn)镸EMS傳感器可以檢測(cè)飛行器在飛行過(guò)程中的俯仰角和滾轉(zhuǎn)角變化,在檢測(cè)到角度變化后,就可以控制電機(jī)向相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而達(dá)到穩(wěn)定的效果。這是一個(gè)典型的閉環(huán)控制系統(tǒng)。
至于用MEMS傳感器測(cè)量角度變化,一般要選擇組合傳感器,既不能單純依賴加速度計(jì),也不能單純依賴陀螺儀,這是因?yàn)槊糠N傳感器都有一定的局限性。比如說(shuō)陀螺儀輸出的是角速度,要通過(guò)積分才能獲得角度,但是即使在零輸入狀態(tài)時(shí),陀螺依然是有輸出的,它的輸出是白噪聲和慢變隨機(jī)函數(shù)的疊加,受此影響,在積分的過(guò)程中,必然會(huì)引進(jìn)累計(jì)誤差,積分時(shí)間越長(zhǎng),誤差就越大。這就需要加速度計(jì)來(lái)校正陀螺儀,因?yàn)榧铀俣扔?jì)可以利用力的分解原理,通過(guò)重力加速度在不同軸向上的分量來(lái)判斷傾角。由于沒(méi)有積分誤差,所以加速度計(jì)在相對(duì)靜止的條件下可以校正陀螺儀的誤差。但在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下,加速度計(jì)輸出的可信度就要下降,因?yàn)樗鼫y(cè)量的是重力和外力的合力。較常見(jiàn)的算法就是利用互補(bǔ)濾波,結(jié)合加速度計(jì)和陀螺儀的輸出來(lái)算出角度變化。
ADI亞太區(qū)微機(jī)電產(chǎn)品市場(chǎng)和應(yīng)用經(jīng)理表示,ADI產(chǎn)品主要的優(yōu)勢(shì)就是在各種惡劣條件下,均可獲得高精度的輸出。以陀螺儀為例,它的理想輸出是只響應(yīng)角速度變化,但實(shí)際上受設(shè)計(jì)和工藝的限制,陀螺對(duì)加速度也是敏感的,就是我們?cè)谕勇輧x數(shù)據(jù)手冊(cè)上常見(jiàn)的deg/sec/g的指標(biāo)。對(duì)于多軸飛行器的應(yīng)用來(lái)說(shuō),這個(gè)指標(biāo)尤為重要,因?yàn)轱w行器中的馬達(dá)一般會(huì)帶來(lái)較強(qiáng)烈的振動(dòng),一旦減震控制不好,就會(huì)在飛行過(guò)程中產(chǎn)生很大的加速度,那勢(shì)必會(huì)帶來(lái)陀螺輸出的變化,進(jìn)而引起角度變化,馬達(dá)就會(huì)誤動(dòng)作,最后給終端用戶的直觀感覺(jué)就是飛行器并不平穩(wěn)。
除此之外,在某些情況下,如果飛行器突然轉(zhuǎn)彎,可能會(huì)造成輸入轉(zhuǎn)速超過(guò)陀螺儀的測(cè)試量程,理想情況下,陀螺儀的輸出應(yīng)該是飽和輸出,待轉(zhuǎn)速恢復(fù)到陀螺儀量程范圍后,陀螺儀再正確反應(yīng)實(shí)時(shí)的角速度變化,但有些陀螺儀確不是這樣,一旦輸入超過(guò)量程,陀螺便會(huì)產(chǎn)生震蕩輸出,給出完全錯(cuò)誤的角速度。還有某些情況下,飛行器會(huì)受到較大的加速度沖擊,理想情況陀螺儀要盡量抑制這種沖擊,ADI的陀螺儀在設(shè)計(jì)的時(shí)候,也充分考慮到這種情況,利用雙核和四核的機(jī)械結(jié)構(gòu),采用差分輸出的原理來(lái)抑制這種“共模”的沖擊,準(zhǔn)確測(cè)量“差模”的角速度變化。但某些陀螺儀在這種情況下會(huì)產(chǎn)生非常大錯(cuò)誤輸出,甚至是產(chǎn)生震蕩輸出。
“未來(lái)飛行器上的MEMS產(chǎn)品也會(huì)向集成化方向發(fā)展,比如3軸加速度加上3軸陀螺儀的集成產(chǎn)品,甚至是SOC,把處理器也集成進(jìn)去,直接提供角度輸出供后端處理器調(diào)用。由于飛行器的應(yīng)用場(chǎng)景一般都是戶外,客戶勢(shì)必會(huì)做全溫范圍內(nèi)的溫度補(bǔ)償,而在出廠前就對(duì)MEMS產(chǎn)品做好了全溫范圍內(nèi)的溫補(bǔ),或者是設(shè)計(jì)超級(jí)低溫漂的傳感器,都會(huì)是MEMS產(chǎn)品在這一領(lǐng)域的發(fā)展方向。當(dāng)然可靠性依然是最重要的指標(biāo)。”他認(rèn)為。
隨著無(wú)人機(jī)的功能不斷增加,GPS傳感器、紅外傳感器、氣壓傳感器、超聲波傳感器越來(lái)越多地被用到無(wú)人機(jī)上。方案商已經(jīng)在利用紅外和超聲波傳感器來(lái)開(kāi)發(fā)出可自動(dòng)避撞的無(wú)人機(jī),以滿足將來(lái)相關(guān)法規(guī)的要求。集成了GPS傳感器的無(wú)人機(jī)則可以實(shí)現(xiàn)一鍵返航功能,防止無(wú)人機(jī)飛行丟失。而內(nèi)置了GPS功能的無(wú)人機(jī),可以在軟件中設(shè)置接近機(jī)場(chǎng)或航空限制的敏感地點(diǎn),不讓飛機(jī)起飛。