现在的无人机大多是属于四轴无人机,这样的无人机也是比较的方便。但是你知道为什么四轴无人机会登场吗?按照很多人的想法,翅膀越多消耗的电能也就越多,但是为什么四轴无人机还是成为市场的主流,这就要从它的构造说起了。
四旋翼飞行器配备了两只功能强大的眼睛:一只能看清自己的“位置”,知道自己是在黄山还是泰山,这就是自带的GPS定位系统;另一只能看清自己的“姿态”,就是知道自己是“坐着”、“躺着”,还是“倒立”,这就是陀螺仪。这两只眼睛还要和“加速度计”配合使用,才能更准确地知道自己的姿态和位置,以及姿态和位置的改变情况。
所谓GPS定位系统即全球定位系统(GlobalPositioningSystem),是一种以全球24颗定位人造卫星为基础,向全球各地全天候地提供三维位置、三维速度等信息的无线电导航定位系统。它由三部分构成:一是地面控制部分,由主控站、地面天线、监测站及通讯辅助系统组成;二是空间部分,由24颗卫星组成,分布在6个轨道平面;三是用户装置部分,由GPS接收机和卫星天线组成。四旋翼飞行器身上安装的就是用户装置部分。
陀螺仪又叫角速度计,就是通过一个不断旋转的陀螺记录“姿态”。它的原理跟小时候玩的抽陀螺一样,陀螺一旦转起来,即使地面是斜的,陀螺还是会保持垂直旋转,具有“定轴性”,我们可以假定这个姿势是“坐姿”。当四旋翼飞行器“躺下”时,便与坐姿产生了一个夹角,但陀螺仪依然会沿着“躺姿”的轴继续高速旋转,具有“进动性”。利用安装在陀螺仪上的传感器就可以知道这个夹角的大小和方向,从而确定“姿态”的变化。
认清了自己之后,四旋翼飞行器还需要认识他人。一般的四旋翼飞行器会配备一架高级相机,这台高级相机,其实和咱们日常使用的相机是一个原理,只是多了一个高级的视觉处理系统,犹如人的视神经系统一样,可以感知周边环境。“相机”分辨率越高四旋翼飞行器就“看”得越清楚。
四旋翼飞行器拥有对称分布在身体的前后左右的四只“翅膀”,它们在同一高度的平面上,大小完全相同,由四个对称分布在“翅膀”支架端的电机提供动力,支架中间安放着GPS、陀螺仪、加速度计、感应器、视觉感应系统和红外线测距装置等。
四旋翼飞行器的四只“翅膀”不停的转动会提供升力,转速的改变可以改变升力的大小,从而改变四旋翼飞行器的位置和姿态。另外,相邻的翅膀要做相反方向的旋转,这样才能产生平衡的力矩防止四旋翼在空中“打转”。