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无人机MEMS传感器将向集成化方向发展

作者:admin  更新时间:2019-07-17

  在20世纪90年代后,随着微机电系统MEMS研究的成熟,重量只有几克的MEMS惯性导航系统被开发运用,使得制作多旋翼飞行器的自动控制器成为现实。后来,进过科研人员花费若干年理解多旋翼飞行器的非线性系统结构,实现了为其建模、设计控制算法、实现控制方案等工作后,直到2005年左右,真正稳定的多旋翼无人机自动控制器才被制作出来。

无人机MEMS传感器将向集成化方向发展

  无人机上各技术的相互依存性

  在多旋翼无人机的潜在新技术发展进程中,各个技术是相互依存的,比如芯片、传感器和算法等等。这些技术将构成无人机(多旋翼)的生态环境,这种情况下无人机的发展可能被其中某项技术的发展引领,存在着各种可能性,很多是我们目前无法想象到的。

  无人机在传感器技术上的进步

  就传感器而言,伴随着iPhone等智能手机上加速度传感器、陀螺仪、地磁传感器等的广泛应用,MEMS惯性传感器从2011年开始大规模兴起,6轴、9轴的惯性传感器也逐渐取代了单个传感器,成本和功耗进一步降低,成本仅为几美元。另外,GPS芯片仅重0.3克,价格不到5美元。WiFi等通信芯片被用于控制和传输图像信息,通信传输速度和质量已经可以充分满足几百米的传输需求。

  与此同时,电池能量密度不断增加,使无人机在保持较轻的重量下,续航时间达到15-30分钟,基本满足日常的应用需求。近年来,移动终端同样促进了锂电池、高像素摄像头性能的急剧提升和成本下降。这些都促进了无人机,提别是多旋翼无人机更进一步发展。

  业界预测,在未来,无人机及飞行器上的MEMS传感器产品会向集成化的方向发展。

  例如,三轴加速度传感器与三轴陀螺仪结合而成的集成产品。手机芯片公司推出无线多合一芯片后,又推出了手机市场的定位与导航芯片。新一代定位芯片,将满足可穿戴与无人机等差异化需求。不仅如此,新芯片内部还会直接集成控制算法等。