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无人机在生活中的应用论文

无人机技术论文篇一:《试谈无人机测量技术》[摘要]文章分析了红外

传感原理并自行设计红外传感器应用于无人机姿态测量方向，通过场

地实验寻找倾角与电压关系，建立函数模型，进一步坐标变换找出测

量信息与姿态角的关系。在红外探头前端放置滤光片有效抑制太阳干

扰情况下，进行机载飞行实验，通过与传统IMU测量的姿态信息做

比对验证设计的可行性。[关键词]无人机测量技术无人机稳定控制和

导航的最基本、最核心的参数之一是姿态角。传统姿态测量方法主要

是惯性测量系统，但由于其硬件系统设计复杂，成本较高，陀螺仪在

长时间工作时还存在累积误差，因此，想低成本地完成无人机自主控

制仍旧比较困难考虑到红外温度传感器能感知天空地而间的热辐射

的特点，本文提出一种新型的测量姿态信息的方法，相比传统姿态测

量系统，其具有体积小、重量轻、成本低等特点。采用新型的

ARMCortex-M3第1页/总页数12页内核微处理器

STM32F103ZET6作为处理单元，使用两对红外温度传感器对飞机

的俯仰和横滚信息进行姿态捕获，实验表明：该方法能有效满足一般

无人机姿态测量的需求。一、硬件设计飞机的稳定性是飞机设计中最

为重要的参数，它直接表征飞机在受到扰动后恢复到原始状态的能力。

其中，飞机的稳定性包括纵向、横向和航向稳定性，分别反映俯仰、

滚转及方向的稳定特性。本文所设计的基于红外传感原理的无人机姿

态测量系统是无人机飞行控制系统的重要组成部分之一，主要针对飞

机飞行中在纵向和横向稳定性的控制。主要由红外传感器、气压传感

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器、处理器、执行机构、遥控接收机、电台等部分组成。其中处理器

作为数据处理和飞行控制的核心，主要完成采集各只传感器的数据，

对数据进行综合处理并解算出飞机的姿态，从而实现对飞机稳定飞行

的控制。综合数字信号处理能力和体积大小，选择性价比较高的

STM32F103ZET6型微处理器作为主控模块，可使用其内部A/D转

换口接收信息，经计算产生多路PWM信号驱动执行机构，用以调整

飞行姿态。传感器单元包括两对红外传感器和气压传感器构成，主要

完成对飞行中的姿态和高度信息的采集。地而控制用以稳定飞行中的

模式切换和危险保护。二、红外传感器设计1、MLX90247型红外线

温度传感器MLX90247型红外线温度传感器是由集成电路组成并且

能够检测很小的热量辐射，包括热吸收区(热端)、硅基片(冷端)及外

封装组成。基本工作原理类似于普通的热电偶原理，也即吸收红外线

能量后输出一个与温度呈相应比例的电压信号。有效感知-20-85℃

的温度变化范围，视角范围约1000C，使其可探测视角范围内所有

物体的温度值，距离为无穷远。在探头附件放置滤光片后可有效反射

太阳光等其他波长的光线，大大提高了飞行中的抗干扰能力。2、红

外传感器设计红外温度传感器测量姿态的主要原理是根据地而与天

空的温度差来估计无人机的倾斜程度，亦即无人机的姿态信息。由于

天空的温度比地而的温度低，在没有干扰的情况下，2只红外温度传

感器反方向放置在同一水平而，其两端感知到的视角内的温度值相同

口。当倾斜使得左端偏向地而，右端偏向天空，这样将测得左边传感

器温度远远高于右边，即可计算出倾斜角度的大小。结合红外传感器

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良好的视场角范围并基于