无人机传感器技术 任务2.1 任务实施与评价 .pdfVIP

任务一加速度传感器校准与认知

任务描述

加速度传感器又称为加速度计（AccelerationTransducer），是一种测量加速

度的传感器。20世纪40年代初，德国人研制了世界上第一个摆式加速计。随后，

由于航空、航天和航海领域对惯性测量元件的需求，出现了挠性、静电、振梁式、

电磁等加速度计，性能和精度都有了很大的提高。随着激光、光纤传感、微电子

学和微制造等技术的发展，从20世纪80年代开始，先后出现了光纤、激光、微

机械（MicroEelectronicMechanicalSystems，MEMS）等加速度计。

MEMS是指集机械元素、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电

路、接口电路、通信和电源于一体的完整微型机电系统。MEMS加速度计的体积

和质量大大缩小，一个MEMS加速度计仅有指甲盖大小，MEMS加速度计具有

体积小、重量轻、结构简单、成本低、能耗低、适于批量化生产、易于集成和实

现智能化等优点。依据输入轴数目，MEMS加速度计可分为单轴、双轴和三轴。

三轴MEMS加速度计可以测量空间加速度，并能全面准确反映物体的运动性质，

在航空航天、机器人、汽车和医学等领域应用广泛。

民用无人机加速度传感器一般都采用微机械加速度传感器，这种加速度传感

器是集成在无人机飞控中的，无法用肉眼直接观察到加速度传感器的结构，也无

法购买到单一的微机械加速度传感器。因此，本任务拟通过对一般工业用加速度

传感器特性调研来了解加速度传感器的种类、工作原理和特性；通过PixHawk飞

控中的加速度传感器的校准和功能测试来了解加速度传感器在无人机飞行过程

中所起的作用。

子任务一加速度传感器特性调研

任务实施

任务实施步骤如下：

1)实验室准备电容式加速度传感器。

2)查阅资料，小组总结汇报电容式传感器的种类、结构和工作过程。

3)查阅相关资料，收集加速度传感器的种类、型号、特点、特性参

数等资料，总结常用加速度传感器的特性，填写表2-1。

表2-1加速度传感器与特性

加速度

供电电单向灵三向灵工作温重复精频率范

传感器型号量程价格其他

压敏度敏度度范围度围

类型

子任务二PixHawk飞控加速度传感器校准和功能测试

任务实施

1)实验室准备PixHawk飞控、串口线、地面站MissionPlanner软

件、电脑等。

2)软、硬件连接。上电成功后，用数据线线将飞控与电脑连接（图

2-1（a）），打开地面站MissionPlanner软件，点击右上角“连接”按钮

连接地面站，连接成功后如图2-1（b）所示。

（a）硬件连接

（b）地面站连接

图2-1地面站连接后显示图

3)机架布局选择。如图2-2所示，鼠标依次点击“初始设置”、“向

导”、“X型机架”。

图2-2向导界面

4)加速度传感器校准。加速度传感器的校准过程如图2-3所示，①

飞控正面朝上，水平放置，点击MissionPlanner界面上的“开始”，如图

2-3（a）所示；②点击“继续”，如图2-3（b）所示；③飞控左侧朝下，

并点击“继续”，如图2-3（c）所示；④飞控右侧朝下，并点击“继续”，

如图2-3（d）所示；⑤飞控朝下（机头朝下），并点击“继续”，