．無人機上的傳感器技術應用都有哪些？

UAV flight training with Aibot X6 industrial drone

來源：獵律網

據麥姆斯咨詢介紹，工業無人機是無人機市場中重要的增長產業。根據市場研究公司Tractica預測，到2025年全球商業無人機的出貨量，將從目前的8萬台增加至270萬台;與此同時產生的相關服務產業將達到82億美元/年。在過去，無人機技術創新主要集中在軍事應用上。

然而，最近的重點發展趨勢已逐步向商業市場轉移。主要包括︰

貨物運輸與快遞

在遠程或者不容易到達的區域，可以採用無人機運輸藥品和小型物品，包括將物資運送到經歷了地震、洪水和疾病爆發的區域。另一方面，無人機也可用於商業快遞。

2013年亞馬遜和谷歌都宣佈，將採用無人機進行貨物投遞，使客戶可以在幾個小時之內，就收到訂購的物品。而此類應用的關鍵在於美國聯邦航空局的飛行規則。

雖然目前無人駕駛飛機，只是僅有的幾個網路電商的配送方式，但美國聯邦航空局有望修改規則，允許一部分超出可視範圍的應用。

美國聯邦航空局目前有27個企業和貿易協會，正在調查和討論基於大小，和飛行路徑的商用無人飛機的飛行規則，我們期望持續關注定義測試，和飛行規則，最終的目標是允許自主無人機，成為日常商務的一部分。

監測與測量

監測與測量產業也是目前增幅較大的市場。例如：地磁測量，可用於預測礦藏位置、天然氣和石油管道監測、災區檢查和野火檢測和預防。

其他應用包括：考古研究和數據收集，考古學家可以使用無人機技術創建三維模型的站點，可以節省研究人員幾個月的時間。

環境與動物保護

環保組織和動物權利組織，通過使用無人機，有效遏制了違法行為，取得了良好的效果。

例如，世界野生動物自然基金會(WWF)從2012年開始，在尼泊爾的環境保護援助項目中使用無人機。無人機主要用於老虎、大象、犀牛、鹿種群的觀測。

世界自然基金會還曾與納米比亞政府通過使用無人機來幫助減少犀牛偷獵。海洋守護者協會反捕鯨活動人士則通過無人機監視日本的捕鯨船。

法律實施

在過去的幾年中，許多國家的警察使用無人機，對嫌疑人和公共場所進行監測。無人機可配備非致命性的工具，如電擊槍來調查罪犯和輔助追捕。例如：美國北達科他州正在對配有電擊槍的無人機進行巡邏測試，而其他無人機配備傳感器來辨識化學、生物、放射和核材料。

商業電影

媒體和電影製片人使用無人機，來捕獲圖像和影像，從而替代直升機或昂貴的起重設備，在降低成本的同時，還可以提高拍攝靈敏度和可操作性，為導演提供更多優質的圖片和畫面。

同時，無人機還可以用於捕捉體育事件，獲得運動員在比賽過程中的動態特寫，特別是運動員高速運動過程中的特寫。加速度傳感器作為無人駕駛飛機的引導系統，實現了無人機的上述功能。

大疆公司為電影拍攝推出的「大疆精靈3」價格僅為999美元，是業界便宜的無人機之一。近期，GoPro已宣佈，將投資開發一款專門用於影像錄製的無人駕駛飛機。

農業

無人機在農業的應用，在過去幾年中大幅增加。農民使用無人機監測和提高，作物的健康狀態，和灌溉系統，以及牲畜位置。鑒於嚴重乾旱處理等問題，無人機將成為越來越重要的農業產業化的新型生產工具。

美國美林銀行全球研究報告顯示，農業無人機的市場潛力，將創造超過10萬個就業崗位，2015年至2025年的市場容量將達到820億美元。

醫療健康

無人機在醫療保健領域的使用也日益受到關注。小型無人機可以有效地使用內部的醫療設施和自主投放，把藥物送至病人床邊。他們也可以用於傳送關鍵項目，如血液分析和醫療用品，而救護車無人機也正在測試之中。

這些無人機可以用於傳送自動體外除顫器，來增加心臟驟停患者的存活率。荷蘭代爾夫特大學已經完成該產品的設計及定義。

傳感器成就無人駕駛

根據目前的無人機發展趨勢，傳感器技術在其中起到什麼樣的作用?如下圖所示。

加速度計

加速度計用於確定位置和無人機的飛行姿態。像任天堂Wii控制器或iPhone螢幕位置，這些小的MEMS傳感器在維持飛行控制中，起到關鍵的作用。

MEMS加速度傳感器有多種方式感知運動姿態，一種類型的技術能夠感知微型整合電路的微小運動。這類「跳水板」的運動改變了結構中電流的移動，從而指示與重力有關的位移變化。

另一種加速度計的技術為熱對流技術，具有幾個明顯的優勢。它沒有移動部件，而是通過一個「熱氣團」的位移來感知的運動變化。這類傳感器靈敏度較高，在穩定車載攝像機、電影製作等應用起著至關重要的作用。

通過控制上下運動和防振功能，製片人就能夠非常順利的捕獲畫面。此外，由於這些傳感器較其他產品有更好的抗震性，熱對流MEMS傳感器在無人機螺旋槳運動的抗震性有著完美的表現。

慣性測量單元

慣性測量單元結合GPS是維持方向和飛行路徑的關鍵。隨著無人機智能化的發展，方向和路徑控制，是重要的空中交通管理規則。慣性測量單元採用的多軸磁傳感器，在本質上都是精準度極高的小型指南針，通過感知方向將數據傳輸至中央處理器，從而指示方向和速度。

傾角傳感器

傾角傳感器，整合了陀螺儀和加速度計為飛行控制系統，提供保持水平飛行的數據。這是在易碎品運輸和投遞過程中，最重要的穩定性監測應用程序。

這類傳感器和陀螺儀，結合加速度計，能夠測量到細微的運動變化，使得傾角傳感器能夠應用於移動程序，如汽車或無人駕駛飛機的陀螺儀補償。

電流傳感器

在無人機，電能的消耗和使用非常重要，尤其是在電池供電的情況下。電流傳感器可用於監測和優化電能消耗，確保無人機內部電池充電，和電機故障檢測系統的安全。

電流傳感器工作通過測量電流(雙向)，理想的情況下提供電氣隔離，以減少電能損耗和消除電擊損壞用戶系統的機會。同時，具有快速的響應時間和高精度的傳感器，可以優化無人駕駛飛機電池的壽命和性能。

磁傳感器

在無人機，電子羅盤提供關鍵性的慣性導航，和方向定位系統的資訊。基於各向異性磁阻(AMR)技術的傳感器，較其他傳感器相比有明顯的地功耗優勢，同時具有高精度、響應時間短等特點，非常適用於無人機的應用。整體解決方案為無人駕駛飛機製造商，提供了質量數據傳感穩定，且緊湊的封裝。