MEMS加速度傳感器——無人機(jī)的核心

       無人機(jī)的市場規(guī)模和范圍持續(xù)蓬勃發(fā)展新應(yīng)用程序不斷涌現(xiàn)。


       無人機(jī)的應(yīng)用也越來越普遍，無論是運(yùn)送郵件還是包裹、為兒童和老年人提供娛樂、安全監(jiān)控、農(nóng)業(yè)或工業(yè)管理，或開辟航空攝影的新視野。然而最近其飛行能力顯著提高使其更安全、更穩(wěn)定、更易于控制，從而能夠用于更廣泛的現(xiàn)實(shí)生活應(yīng)用。

       這種改進(jìn)的關(guān)鍵因素之一便是使用了高性能微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）傳感器。并且無人機(jī)傳感器市場正在快速增長：無人機(jī)和玩具直升機(jī)中MEMS運(yùn)動傳感器（即加速度計(jì)、陀螺儀、IMU和壓力傳感器）的市場將有很大的空間。

       MEMS加速度傳感器對無人機(jī)飛行性能的影響得益于采用慣性MEMS加速度傳感器無人機(jī)可確保其方向穩(wěn)定，并可由用戶精確控制，甚至可自主飛行。然而，一些挑戰(zhàn)使無人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)變得十分復(fù)雜，例如電機(jī)未完美校準(zhǔn)，系統(tǒng)動態(tài)可能根據(jù)有效載荷而變化，操作條件可能出現(xiàn)突變，或傳感器存在誤差。這些挑戰(zhàn)會造成定位處理偏差，并最終導(dǎo)致導(dǎo)航期間的位置偏差，甚至造成無人機(jī)失效。要使無人機(jī)超越玩具的范疇，高品質(zhì)MEMS傳感器和先進(jìn)軟件至關(guān)重要。

       無人機(jī)的慣性測量單元（IMU） 氣壓傳感器、地磁傳感器、應(yīng)用特定型傳感器節(jié)點(diǎn)（ASSN）和傳感器數(shù)據(jù)融合的精度對其飛行性能有著直接和實(shí)質(zhì)的影響。尺寸限制以及苛刻的環(huán)境和操作條件（如溫度變化和振動）將對傳感器的要求提升到新的水平。

       MEMS傳感器必須盡可能避免這些影響，并提供精確、可靠的測量。有多種方法可以實(shí)現(xiàn)出色的飛行性能：軟件算法，如傳感器校準(zhǔn)和數(shù)據(jù)融合；機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)，例如減少振動，以及根據(jù)無人機(jī)制造商自己的要求和需求選擇MEMS傳感器。下面就讓我們仔細(xì)研究一下MEMS傳感器并參考部分示例。