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基于物联网的无人机?无人驾驶运用了哪些物联网技术( 六 )


由于无人机需要克服自身的重力做功，因此，对于电池的重量要求较高，而增大电池容量又会导致重量增加 。对小微无人机，同样容量下重量较轻的聚合物锂离子电池较好地满足需要，当从悬停状态迅速提高油门到最高速度，电池功率会迅速提高，短时间内几倍的功率提高，聚合物锂离子电池也能够满足这样的功率变化 。对于载重无人机就需要大功率电池，如磷酸铁锂电池可以更好地为大载重提供电能 。
（3）动力电机的调速系统即电子调速器（电调），简称ESC 。根据飞行控制器发出的PWM信号控制动力电机的转速 。动力电源、电调、动力电机按如下方式连接：动力电源连
接电调的电源输入线；飞行控制器的控制信号线与电调的信号线连接；电调的动力输出线与动力电机进行连接 。电调一般配有电源输出线（BWC），一般都会在信号线上，用来给飞行控制器、遥控接收机或者舵机供电 。
（4）螺旋桨是直接产生推力的部件，同样追求最高效率 。匹配的电机、电调和螺旋桨搭配，可以在相同的推力下耗用更少的电量，这样就能延长无人机的续航时间 。通常螺旋桨是有正反两种方向，因为电机驱动螺旋桨转动时，本身会产生一个反扭力，会导致机架反向旋转 。通过一个电机正向旋转、一个电机反向旋转，可以互相抵消这种反扭力，相对应的螺旋桨的方向也就相反了 。
2.无人机电子设备
飞控系统是无人机的核心控制装置，相当于无人机的大脑，是否装有飞控系统也是无人机区别于普通航空模型的重要标志 。导航控制方式已经实现自主飞行和智能飞行，这对飞行控制计算机的精度提出了更高的要求；随着小型无人机执行任务复杂程度的增加，对飞控计算机运算速度的要求也更高；小型化对飞控计算机的功耗和体积也提出了高要求 。
飞控系统实时采集各传感器测量的飞行状态数据、接收由地面测控站上行信道送来的控制命令及数据，经计算处理，输出控制指令给执行机构，实现对无人机中各种飞行模态的控制和对任务设备的管理与控制；同时将无人机的状态数据及发动机、机载电源系统、任务设备的工作状态参数通过机载无线电通信设备经无线电下行信道发送回地面测控站 。
按照功能划分，飞控系统的硬件包括主控制模块、信号调制及接口模块、数据采集模块以及舵机驱动模块等 。主控制模块是飞控系统核心，它与信号调制模块、接口模块和舵机驱动模块相组合，只需要修改软件就可以满足一系列小型无人机的飞行控制和飞行管理功能要求 。
无人机的导航系统负责向无人机提供参考坐标系的位置、速度、飞行姿态等矢量信息，引导无人机按照指定航线飞行，无人机载导航系统主要分非自主（如北斗、GPS）和自主（惯性制导）两种，存在的问题分别是非自主易受干扰，自主误差积累效应，未来无人机需要障碍回避、物资或武器投放都需要高精度、高可靠性、高抗干扰性能，导航技术未来发展的方向是多种导航结合，如“惯性+多传感器+GPS+光电导航系统” 。
舵机是位置（角度）伺服的驱动器，适用于需要角度不断变化并可以保持的控制系统 。在航模、车模、潜艇模型、遥控机器人中使用普遍 。工作原理是：控制信号由接收机进入调制芯片，获取直流偏置电压 。内部有一个基准电路产生基准信号，将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较，获得电压差输出 。电压差输出到电机驱动芯片，电压差的正负决定电机的正反转 。当电机转速一定时，通过级联减速齿轮带动电位器旋转，使得电压差为0，电机停止转动 。无人机的角度偏移是由舵机控制 。
无人机的传感器有加速度传感器、倾角传感器、电流传感器、磁传感器、气压计GNSS模块等 。加速度传感器用于确定位置和无人机的飞行姿态，在维持无人机飞行控制中起到关键的作用 。如MEMS加速度传感器有多种方式感知运动姿态，能够感知微小运动 。倾角传感器集成了陀螺仪和加速度传感器，为无人机飞控系统提供保持水平飞行的数据 。
电流传感器主要监测无人机的电能问题，由于电能的消耗和使用非常重要，尤其是在电池供电的情况下 。电流传感器可用于监测和优化电能消耗，确保无人机内部电池充电和电机故障检测系统的安全 。磁传感器为无人机提供惯性导航和方向定位系统信息 。基于各向异性磁阻技术的传感器，有功耗优势，同时具有高精度、响应时间短等特点，适用于无人机的应用 。


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