图5.1 以Pixhawk开源飞控为核心的四旋翼飞行器FCS连接图无人机系统所涵盖的硬件数量本已庞大,随着任务要求的不断深入,应用领域的不断扩展,硬件种类还在持续增加。在本书中,将无人机系统硬件细分为六个部分:飞行控制系统、动力系统、被控对象、有效负载、地面系统和能量单元。有效负载对任务实现的重要性是非常直接的,同时它也影响着无人机系统功能、结构设计、机型选择、硬件组成等方方面面。......
2023-07-05
这几年无人机硬件在广度与深度两个方面的发展速度都比该领域里工程师的学习速度要快,因此无人机工程师现在不会打着哈欠抱怨硬件不够用,更多的时候则是处在相反的忧虑中:哇,我还有那么多硬件没有用过,那么多算法没有实践过,会不会被技术的潮流淹没呢?面对这样的焦虑我们该何去何从?
学习速度被行业赶超是必然的常态。从2012年开始,红外、超声、光流、双目、这些硬件都在不断加入无人机系统中,如果眼光扩展到无人机大系统,与数据类型和应用环境结合,那新硬件就更多了:光学自稳摄像头、图传、DGPS、专用农业喷头、VR设备以及各种各样的APP等。在某些电子设备中,硬件设计工程师需要关注的部分在更新换代上,而无人机由于应用范围广,并且在几乎各个领域都处于相对初级的阶段,因此硬件种类还在不断变化中。在当下无人机领域中,想要把每个硬件都吃透既是不可能的,也是没有必要的,但必须清楚这些硬件在无人机系统中的本质作用,这样无论以后产生何种新硬件,我们都可以把它们安放在无人机系统中合适的位置上。
本章对于无人机硬件系统的介绍,有些部分不局限在多旋翼无人机一类,比如电子硬件部分的介绍,以方便读者在更广泛的无人机系统中建立感知。但会有一些涉及无人机硬件的内容在不同的实现方案中存在明显的不同,比如无人机的旋翼系统、机身结构、动力系统等,我们需要把这一部分内容限制在读者最为熟悉的消费级多旋翼无人机系统中。此处特别进行说明是为了起到提醒的作用,但读者在阅读时可以灵活地对待,既可以将“普遍性”的内容带入具体的工程项目和无人机系统实现中加深理解,也可以将“特殊性”内容抽象到广泛的无人机范畴中去归纳和总结。
请读者在阅读本章内容前思考以下问题:
a.在你的经验中如何接触新的电子硬件?学习模式是什么?
b.有哪些资源是你在学习或应用电子硬件时经常使用的?
c.在你使用某款电子硬件时是否思考过哪些功能是无用的?
d.能否列举出自己使用过的电子硬件在整个产品系统中的输入输出以及它们在整个硬件结构中的功能和位置?
e.(本问题针对从事无人机硬件系统开发工作的读者)整个产品的硬件开发流程包含哪些环节?这些环节对应哪些技术?你的工作处于这些环节中的哪个部分?该工作的核心价值在哪里体现?
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2023-07-05
无人机作为空中智能机器人,首先是一个硬件系统。从第五章中,读者可以看到无人机系统所涉及的传感器、芯片、元件种类繁多,在可预见的未来,势必还会有更多硬件加入其中。没有一本书可以囊括所有行业的硬件内容,因此工程师必须具备对硬件资料的阅读、查询、消化能力。请读者赶紧走到无人机试验台旁边,把上面的硬件列成表格,翻一翻对应的技术手册吧。......
2023-07-05
对于爱好者而言最需要注意是在放飞无人机前对环境进行详细排险与规划,分析飞行环境中可能会给GNSS系统带来影响的因素,并进行有针对性的方案制定。在安装无人机时尤其注意安装操作、布局、整体设计中GNSS信号的强弱。......
2023-07-05
对于无人机而言,飞行控制系统是当之无愧的核心,然而它并非一成不变,正如无人机系统在历史长河中的不断演化,飞行控制系统也经历了漫长的演变过程。但本节后面的内容将专门介绍飞行控制系统在我国无人机发展过程中的变化。2012年之后,随着航拍等市场需求的挖掘,无人机对自动控制的需求越来越强烈,在系统组成上体现为从FCU转向FCS的变化趋势。......
2023-07-05
硬件测试系统包含本项目所使用的硬件设备,主要包括传感器、信号调理器、数据采集设备和计算机等部分。物流包装材料无害化生产过程数据采集系统硬件设备主要包括塑料注塑成型机、计算机、数据采集卡、传感器、信号调理器等。通过数据采集卡获取数据是主要的渠道,系统采用了NI公司基于PCI总线的数据采集卡PCI6221以及USB接口的数据采集卡USB6221,采集卡集成了A-D转换和数字I/O等功能。图6-13 测试系统硬件设计方案表6-3 采集所用的各种传感器......
2023-07-02
20世纪80年代初,我国开始建立森林公园,虽然起步较晚,但发展迅猛。4)森林公园功能游憩森林公园内植被覆盖率高,生态环境良好。因此,森林公园是人们拥抱自然、游憩放松的理想选择。因此,建立森林公园,可增强游客环保意识,逐步树立起人们热爱自然、关注生态环境的观念。......
2023-10-11
电路交换系统的硬件功能结构通常可划分为话路子系统和控制子系统两部分,如图5.1所示。功能结构仅表示硬件的基本组成,各种电路交换系统可有不同的具体实现方式。图5.1电路交换系统的硬件功能结构1.话路子系统话路子系统包括交换网络、信令设备以及各种接口电路,如用户电路、用户集中级、数字终端和模拟终端等部件。数字电路交换系统的选组级采用同步时分数字交换网络,有多种不同类型。......
2023-06-26
PLC硬件系统的设计是指在对硬件系统进行安装前,根据系统的控制需求合理选配硬件设备,并对所有硬件设备的关系进行设计和调整,为下一步实际安装操作中做好指导性工作。目前市场上的PLC多种多样,用户可根据系统的控制要求,选择不同技术性能指标的PLC来满足系统的需求,从而保证系统运行可靠,使用维护方便。......
2023-06-24
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