來(lái)源：羅姆半導(dǎo)體社區(qū)

如今，無(wú)人機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于氣象監(jiān)測(cè)、國(guó)土資源執(zhí)法、環(huán)境保護(hù)、遙感航拍、抗震救災(zāi)、快遞運(yùn)送等領(lǐng)域。隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，無(wú)人機(jī)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運(yùn)用不斷增加，為了能更好的控制無(wú)人機(jī)的飛行，各種傳感器的運(yùn)用則起到了十分重要的作用。

因此，有人將無(wú)人機(jī)稱為一架會(huì)飛行的“傳感器”。那么，無(wú)人機(jī)能在天上實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的飛行，完成不同的動(dòng)作，需要用到哪些傳感器呢?

01、無(wú)人機(jī)的特性

無(wú)人機(jī)的動(dòng)作必須非常精確，除了穩(wěn)定，還要能到飛行到預(yù)期的高度并有效進(jìn)行溝通。因此，一臺(tái)最基本的無(wú)人機(jī)必須具備以下特性：

穩(wěn)定

無(wú)人機(jī)應(yīng)該要穩(wěn)定，不可無(wú)預(yù)警突然震動(dòng)、搖晃或傾斜，否則就會(huì)失去平衡并墜毀。

精確

無(wú)人機(jī)的動(dòng)作要非常精確。至于動(dòng)作可能指距離、速度、加速、方向與高度。

能抵抗各種環(huán)境條件

無(wú)人機(jī)要能抵抗下雨、灰塵、高溫等環(huán)境狀況。而且不止外部材質(zhì)，無(wú)人機(jī)內(nèi)部所使用的電子零件也要如此。

低功耗

無(wú)人機(jī)將會(huì)變得越來(lái)越輕，因此如何確保超低功耗以盡量縮小電池尺寸就顯得尤為重要。低功耗技術(shù)的崛起，已使得無(wú)人機(jī)技術(shù)得以普及化。

環(huán)境感知

環(huán)境傳感技術(shù)逐漸崛起，成為無(wú)人機(jī)最關(guān)鍵的發(fā)展領(lǐng)域之一。現(xiàn)在的無(wú)人機(jī)都具備好幾種傳感器以監(jiān)測(cè)環(huán)境。收集到的資料可用在各種應(yīng)用，例如氣象監(jiān)測(cè)、農(nóng)業(yè)等用途。

聯(lián)網(wǎng)功能

聯(lián)網(wǎng)功能是無(wú)人機(jī)崛起并廣為市場(chǎng)接受的重要因素。無(wú)人機(jī)可通過(guò)簡(jiǎn)單的智能手機(jī)、遙控器或直接通過(guò)云端加以控制。應(yīng)根據(jù)不同使用案例，提供適合的聯(lián)網(wǎng)功能解決方案。有的無(wú)人機(jī)會(huì)采用多種聯(lián)網(wǎng)功能解決方案，以滿足多用途使用案例的需求。

02、飛行控制器

飛行控制器（FC）相當(dāng)于無(wú)人機(jī)的大腦，如果放在電腦以及手機(jī)上來(lái)說(shuō)就相當(dāng)于操作系統(tǒng)。飛行控制器通過(guò)無(wú)人機(jī)上搭載的各類傳感器獲得數(shù)據(jù)，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行演算處理從而控制機(jī)體的飛行。除此之外，飛行控制器也承擔(dān)信息傳遞的職責(zé)。



飛行控制器內(nèi)部主要由兩大部分構(gòu)成——IMU（慣性檢測(cè)裝置）和CPS模塊。可以說(shuō)無(wú)人機(jī)的飛行性能的高與低，就取決于這個(gè)飛行控制器。無(wú)人機(jī)平穩(wěn)飛行不可缺少的飛行控制器中的內(nèi)部傳感器（IMU）。IMU指的是慣性測(cè)量單元，大多用在需要進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制的設(shè)備，如汽車和機(jī)器人，也被用在需要用姿態(tài)進(jìn)行精密位移推算的場(chǎng)合。一般來(lái)說(shuō)IMU就包含了加速度傳感器和陀螺儀。

03、無(wú)人機(jī)上的傳感器


IMU位于無(wú)人機(jī)的核心位置，可確保裝置功能與導(dǎo)航正常運(yùn)作。 這些傳感器包括加速度計(jì)、陀螺儀、磁羅盤(pán)與氣壓傳感器。

加速度計(jì)

加速度計(jì)是用來(lái)提供無(wú)人機(jī)在XYZ三軸方向所承受的加速力。它也能決定無(wú)人機(jī)在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)的傾斜角度。 當(dāng)無(wú)人機(jī)呈現(xiàn)水平靜止?fàn)顟B(tài)，X軸與Y軸為0克輸出，而Z軸則為1克輸出。 地球上所有對(duì)象所承受的重力均為1克。若要無(wú)人機(jī)X軸旋轉(zhuǎn)90度，那么就在X軸與Z軸施以0克輸出，Y軸則施以1克輸出。傾斜時(shí)，XYZ軸均施以0到1克之間的輸出。相關(guān)數(shù)值便可應(yīng)用于三角公式，讓無(wú)人機(jī)達(dá)到特定傾斜角度。

加速度計(jì)同時(shí)也用來(lái)提供水平及垂直方向的線性加速。相關(guān)數(shù)據(jù)可做為計(jì)算速率、方向，甚至是無(wú)人機(jī)高度的變化率。 加速度計(jì)還可以用來(lái)監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)所承受的震動(dòng)。

對(duì)于任何一款無(wú)人機(jī)來(lái)說(shuō)，加速度計(jì)都是一個(gè)非常重要的傳感器，因?yàn)榧词篃o(wú)人機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)，都要靠它提供關(guān)鍵輸入。

KXD94-2812

KXD94 是一款超低噪聲模擬 3 軸加速度計(jì)，具有集成 4 通道多工數(shù)據(jù)選擇器和輔助模擬輸入等特點(diǎn)。其 g 值范圍為 ±5g 到 ±13g，采用 5 x 5 x 1.2 mm、14 引腳、DFN 封裝，其工作溫度范圍為 -40°C 到 +85°C。KXD94 可在 2.5 V 到 5.25 V 直流電源范圍內(nèi)工作。

審核編輯黃昊宇