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超声波传感器在无人机行业的应用

       随着物质生活水平的逐渐提高,越来越多先进的科技产品变成了人们的玩具。回想从前,我们手里的玩具是纸飞机、弹珠玻璃,有钱的小孩可能会买的起气弹枪;而一转眼1520年过去了,长大成人的我们,手里的玩物变成了手腕上的小型计算机,或者只有巴掌大小却能录制高帧率4K视频的GoPro运动摄像机。

       在所有的“玩物”中,无人机恐怕是最为昂贵、最不像玩具的一类。它们由电驱动,通过多旋翼获得升力飞行,机载了高清摄像头可以用于航拍、地理测绘等多种用途。可以说,无人机因其便捷的使用方式和强大的功能,已经从玩具升格,成为一款多用途的科技产品。

      但是与此同时,无人机却总是因为安全性问题,不合时宜地出现在各种社会新闻里。几个月前,一架大疆无人机坠毁在美国总统居住地白宫的草坪上,引起了人们对于无人机安全操作的广泛关注。美国空管机构FAA也在过去一直因为相关问题,对于无人机的商业化使用进行严格的管控,直到几天前(2015719号)才有第一个FAA允许的商用无人机快递成功送出。

无人机想要继续发展,除了续航、功能进步之外,安全性也是不可小觑的方面。时间进入2015年,世界上主要的消费级、商业级无人机制造商都开始将“避障系统”(Obstacle
Avoidance
)当做产品重点来提。今天,就来给大家介绍一下,目前市面上主流的无人机,比如大疆、Parrot等都分别采用了什么样的自动避障系统。
超声波:一个比较形象的比喻就是蝙蝠。这种飞行类哺乳动物,通过口腔中喉部的特殊构造来发出超声波,当超声波遇到猎物或者障碍的时候就会反射回来,蝙蝠可以用特殊的听觉系统来接收反射回来的信号,从而探测目标的距离,确定飞行路线。超声波是最简单的测距系统,绝大部分生活中遇到的测距系统都是使用的这种技术,最常见的就是汽车的倒车雷达。在无人机上加装定向的超声波发射和接收器,然后将其接入飞控系统即可。但是,超声波在无人机避障系统的应用中也有比较明显的干扰问题。深圳零度无人机的CEO杨建军指出,虽然超声波避障系统不会受到光线、粉尘、烟雾,但在部分场景下也会受到声波的干扰。其次,如果物体表面反射超声波的能力不足,避障系统的有效距离就会降低,安全隐患会显著提高。一般来说,超声波的有效距离是5米,对应的反射物体材质是水泥地板,如果材质不是平面光滑的固体物,比如说地毯,那么超声波的反射和接收就会出问题。

      对于无人机来说,这种超声波传感器超声波系统应该放在多个方向,比如放在前后左右四个方向,可以在悬停和飞行的时候对周围保持监控;而放在机身下方和上方,则可以在起飞、下降以及降落的时候避免速度太快碰到障碍物或者地面。



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