短短幾年間，無人機(jī)就迅速進(jìn)入如農(nóng)業(yè)、房地產(chǎn)和電影攝影等一個又一個的應(yīng)用領(lǐng)域中，并成為不可或缺的工具之一。盡管成果顯著，但無人機(jī)仍擁有無限潛力等待我們?nèi)ネ诰颍驗樗鼈儙缀蹩捎糜诟鞣N各樣的用途，包括配送、檢查、搜救、監(jiān)控和地圖測繪等等。

無人機(jī)的成功基礎(chǔ)是傳感器技術(shù)，需要依賴不同的傳感器達(dá)成兩個主要目的。首先是實現(xiàn)自身的功能，尤其是飛行和導(dǎo)航；其次是輔助功能，比如用于視覺的攝像頭、用于感知活動的運(yùn)動探測器、用于檢測溫度的熱傳感器等。TDK可針對所有類型的無人機(jī)提供一整套適用的傳感器，覆蓋從消費(fèi)級/準(zhǔn)專業(yè)級型號到工業(yè)用無人機(jī)。本期推文就來為您詳細(xì)介紹這系列產(chǎn)品。

無人機(jī)的飛行穩(wěn)定性已經(jīng)很高，為何還要進(jìn)一步改進(jìn)呢? 無人機(jī)的典型應(yīng)用之一是用于檢查人類難以到達(dá)之處的結(jié)構(gòu)的完整性，比如高架橋、偏遠(yuǎn)位置管道或手機(jī)信號塔。而它的探測能力，比如檢測出細(xì)微裂紋或松動連接器的能力，取決于它是否能在飛行時保持足夠時間的靜止。

此外，許多新的應(yīng)用對無人機(jī)的安全性也提出了更高的要求。例如，快遞配送用的無人機(jī)不能誤入歧途，也不能在飛行途中失效。當(dāng)無人機(jī)用于室內(nèi) (比如監(jiān)控自動化工廠中的線路或管道) 或有人經(jīng)常出沒的地方時，比如倉庫，也有同樣的要求。精度、準(zhǔn)確性和可靠性將成為更為緊迫的優(yōu)先事項。

隨著無人機(jī)的性能和安全性不斷提高，其用途會更廣，實用性會更強(qiáng)。而隨著傳感器集成的數(shù)量更多、種類更豐富、性能更好，無人機(jī)的能力和安全性都會變得更強(qiáng)。為了滿足上述要求，TDK針對無人機(jī)應(yīng)用提供了以下傳感器產(chǎn)品組合：

TDK是無人機(jī)IMU的領(lǐng)先供應(yīng)商，我們提供的IMU結(jié)合了3軸加速度計和3軸陀螺儀，能為無人機(jī)提供維持穩(wěn)定飛行所需的數(shù)據(jù)，并能與GPS等其他系統(tǒng)融合用于航跡推算導(dǎo)航。由于這些功能至關(guān)重要，一架無人機(jī)通常可以使用多個IMU以實現(xiàn)更高的準(zhǔn)確性和冗余。主要原因包括：IMU可用作備用，在無人機(jī)至關(guān)重要的其他導(dǎo)航系統(tǒng) (如GPS) 被屏蔽、中斷或完全失效時發(fā)揮作用。此外，對于根本無法使用GPS等類似服務(wù)的應(yīng)用，IMU也不可或缺。

TDK不斷創(chuàng)新，力求通過可將性能和可靠性提升到新高度的工業(yè)級傳感器陣列和模塊持續(xù)完善我們的消費(fèi)級IMU產(chǎn)品線。新產(chǎn)品線主打機(jī)器人、農(nóng)業(yè)和高端精密應(yīng)用。另外，我們也開發(fā)出了能為智能手機(jī)提供穩(wěn)定圖像的獨(dú)有技術(shù)，這些技術(shù)能輕松用到無人機(jī)上。

電子穩(wěn)像(EIS) 利用IMU數(shù)據(jù)補(bǔ)償軟件中的運(yùn)動。該方法通過捕獲圖像數(shù)據(jù)，然后應(yīng)用軟件技術(shù)來補(bǔ)償相機(jī)移動引起的失真。光學(xué)圖像穩(wěn)定(OIS) 可補(bǔ)償硬件中的運(yùn)動，該方法通過分析相機(jī)所經(jīng)歷的運(yùn)動，然后對鏡頭進(jìn)行物理干預(yù)以補(bǔ)償運(yùn)動。當(dāng)然，這些技術(shù)還能夠組合在一起使用。

而OIS/EIS是另一種基于不同傳感器來達(dá)成的功能，可實現(xiàn)雙重目的。首先，由于無人機(jī)采用基于視覺的定位和防撞原理，因此OIS/EIS可作為另一種可用于飛行穩(wěn)定性的輸入。無人機(jī)還可搭載機(jī)載攝像機(jī)用于航拍靜態(tài)圖片和視頻，并因此廣受青睞。借助IMU和OIS/EIS軟件，能將任何無人機(jī)變成高分辨率攝影器。

TDK的壓力傳感器能精確測量氣壓變化。壓力傳感器長期以來一直用于商用航空，幫助確定飛行高度。而無人機(jī)自然能將其用于相同的目的。壓力傳感器搭配IMU一起使用時，能幫助控制無人機(jī)的飛行高度，從而改善飛行穩(wěn)定性。

隨著無人機(jī)的應(yīng)用日益普及，其飛行管制也變得更嚴(yán)格，包括美國聯(lián)邦航空管理局在內(nèi)的許多監(jiān)管機(jī)構(gòu)都設(shè)定了飛行高度上限。因此對無人機(jī)飛行高度的精準(zhǔn)控制也是一個重要的課題。

TDK的高性能MEMS麥克風(fēng)具有寬動態(tài)范圍和低功率的特點(diǎn)，能讓噪音大的無人機(jī)捕獲清晰的音頻數(shù)據(jù)。功能強(qiáng)大的麥克風(fēng)陣列能幫助捕獲音頻特征并提供可靠的解決方案。如螺旋槳降噪和主動降噪 (ANC) 等功能可以幫助無人機(jī)更好地捕獲來自攝像機(jī)的高清音頻/視頻。

通過麥克風(fēng)還有望實現(xiàn)無人機(jī)的自診斷功能。比如電機(jī)損傷通常具有獨(dú)特的聲音特征。隨著無人機(jī)日趨復(fù)雜的同時其價格也越來越昂貴，因此，提前發(fā)現(xiàn)問題并系統(tǒng)故障發(fā)生前進(jìn)行糾正很有必要。

此外，麥克風(fēng)的集成提供了實現(xiàn)語音控制的可能性。隨著TDK不斷改進(jìn)MEMS麥克風(fēng)和ANC技術(shù)，無人機(jī)廠商正在考慮實施更多用戶友好的界面選項，如語音命令。

TDK的超聲波飛行時間 (ToF) 傳感器是基于MEMS的PMUT (壓電微機(jī)械超聲換能器)，能夠準(zhǔn)確探測10厘米至5米范圍內(nèi)的物體。一架配備了ToF傳感器的無人機(jī)可以探測到前方障礙物，從而規(guī)避繞行。同時防撞功能也至關(guān)重要，因為不僅要防止無人機(jī)因碰撞而受損，還要保障附近人和物的安全。

使用向下探測的ToF傳感器可達(dá)成上述目標(biāo)，同時還有助于實現(xiàn)無人機(jī)的精準(zhǔn)和自動著陸。TDK的超聲波ToF技術(shù)還可以準(zhǔn)確探測到即將著陸的表面的性質(zhì)，從而能夠避免無人機(jī)“降落”到水面上等經(jīng)常出現(xiàn)的烏龍問題，這一點(diǎn)也至關(guān)重要。

TDK溫度傳感器可實現(xiàn)無人機(jī)電機(jī)繞組的溫度控制。通過測量運(yùn)行時的溫升并檢測高溫電位，可優(yōu)化熱管理，從而確保無人機(jī)的安全運(yùn)行，延長電池和電機(jī)的使用壽命。溫度傳感器還可用作傳統(tǒng)的基于功率的溫度計算之外的冗余溫度控制，確保無人機(jī)實現(xiàn)可控操作和下降。G541系列具有尺寸小、響應(yīng)時間快和工作溫度高 (高達(dá)260℃) 的特點(diǎn)。

TDK致力于傳感器技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新，比如我們正在探索在無人機(jī)上使用磁力計，因為磁力計在定位方面非常有用，通過與傳感器融合已經(jīng)能夠成功用于智能手機(jī)的定位，而這種成熟的技術(shù)可以輕松地應(yīng)用到無人機(jī)上。

另外，磁力計還能非常精確的測量電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)。為什么這很有用呢? 這是因為無人機(jī)通常通過調(diào)整其轉(zhuǎn)子之間的相對速度來實現(xiàn)導(dǎo)航。提高無人機(jī)飛行精度的一種方法是更精確地控制無人機(jī)的電機(jī)，這就需要更精確地檢測電機(jī)轉(zhuǎn)速。

當(dāng)然，以上的介紹只是傳感器諸多應(yīng)用中的示例之一。就無人機(jī)的基本性能及其可處理的事情而言，無人機(jī)日臻完善，而TDK正通過自身的傳感器技術(shù)來推動實現(xiàn)這一切。此外，我們還能為無人機(jī)傳感器的產(chǎn)品組合提供各種支持，包括廣泛的微控制器和嵌入式電機(jī)控制器，以及其他獨(dú)特的軟件支持。

以上就是TDK的傳感器在無人機(jī)中的應(yīng)用，若您對我們的產(chǎn)品有任何疑問，請點(diǎn)擊菜單欄的“聯(lián)系我們”進(jìn)行咨詢或者發(fā)送您的疑問至product@tdkchina.com，謝謝！