1. 磁力传感器
功能:
磁力传感器通过测量地球磁场,为无人机提供航向(方向角)信息,相当于电子罗盘。其核心作用是辅助导航,尤其在无GPS信号时帮助无人机维持稳定飞行。
工作原理:
基于霍尔效应或磁阻效应,检测三维磁场数据,结合加速度计和陀螺仪消除运动干扰,提高方向精度。
挑战与应对:
干扰源:电机电流、金属结构或外部电磁场可能影响精度。
解决方案:硬件屏蔽、开机校准(如无人机启动时的"转圈校准")、动态补偿算法(如扩展卡尔曼滤波)。
2. 信号传输方式
遥控指令传输:
无线电频率:2.4GHz或5.8GHz,抗干扰能力强,支持多频道跳频技术。
协议:如MAVLink(开源无人机通信协议),用于传输控制指令及状态数据。
数据回传:
图传系统:采用Wi-Fi、Lightbridge或OcuSync(结合低延迟与抗干扰),实现720p/1080p实时视频传输。
远程通信:4G/5G模块(如物流无人机)或卫星通信(军用/长航时无人机),支持超视距操作。
安全机制:
加密技术(AES-256)和频谱扩展技术(FHSS)防止信号劫持或干扰。
3. 主要工作部分
飞行控制器(Flight Controller, FC):
核心芯片:STM32或Pixhawk开源硬件,运行实时操作系统(如PX4/ArduPilot)。
功能:整合传感器数据(IMU、磁力计、GPS),执行PID控制算法,调节电机转速以实现姿态稳定。
动力系统:
无刷电机:KV值决定转速与扭矩,配合螺旋桨尺寸(如6045)产生升力。
电调(ESC):支持BLHeli或SimonK固件,通过PWM信号调节电机功率。
导航与定位:
多模GNSS:GPS(美国)、GLONASS(俄罗斯)、北斗(中国)多系统联合定位,精度达厘米级(RTK技术)。
视觉定位:光流传感器与超声波测距,用于室内悬停。
能源系统:
锂聚合物电池:高能量密度(如3S 11.1V 4500mAh),配合智能电池管理(BMS)监控温度、电压及循环次数。
冗余供电:双电池设计(高端行业机)或燃料电池(长续航机型)。
结构设计:
材料:碳纤维(轻量高强)与注塑尼龙(低成本)结合,折叠结构(如Mavic系列)提升便携性。
气动优化:多旋翼、固定翼或混合垂直起降(VTOL)设计适应不同任务需求。
