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。
结合红外传感器良好的视场角范围并基于上述原理,设计由两对红外温 度传
感器组成的红外线平衡系统,水平安置于机身且与机翼中心轴线成
450,
综合测
量无人机俯仰与横滚信息。当飞机水平飞行时,两对相反放 置的传感潜感知到
相同温度,输出电压值也相同,处理器判断此时的电压 差为基值电压,飞行状
态为稳定。而当飞机不稳定飞行时,两端感知温度 不同,输出的电压差也不处
于基值电压,此时电压差值由处理器
A/D
转换 后进行判断飞行姿态,进而通过
向舵机输出
PWM
信号做出相应的调整。
基于上述原理设计的红外传感落板,电路使用
SV
供电并由
2. 5V
作为基 准
电压,这样传感潜水平放置输出理论为
2. 5V,
正倾和负倾分别向
0V
和
SV
电
压靠近。设计的红外传感器板通过实验寻找出温度与倾角间的关系, 确定相应
的函数模型。实验仪器主要有水平转台、红外传感器板、万用表
等。选择户外开阔的场地,避免其他干扰热源的影响,分别在不同温度, 不同
时间段进行测量。将水平传感器固定于转台上,测量从
-900-90
。范 围间,每
旋转
10
。记录一次数据,由于飞机大部分处于稳定飞行状态,故 在
-500-50
。
范围间,每旋转
5
。记录一次数据。由多组实验数据,绘出散 点图并进行曲线
拟合。图中
A
是天阴,温度为
40C;B
是天晴,温度为
60C;C
是天阴,温度为
90C;D
是天晴,温度为
100C
。由大量数据绘成的曲线图可 看出,单对红外传
感器其倾角与电压存在函数关系式