傳感器技術(shù)的發(fā)展對物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展十分關(guān)鍵,而物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的多樣化對傳感器的需求也更加豐富。本文將盤點熱門應(yīng)用無人機、VR、智能手表常用的傳感器。
無人機:傳感器技術(shù)廣泛用于新型無人機技術(shù)及解決方案中
加速度計
加速度計用于確定位置和無人機的飛行姿態(tài)。像任天堂Wii控制器或iPhone屏幕位置,這些小的MEMS傳感器在維持飛行控制中起到關(guān)鍵的作用。MEMS加速度傳感器有多種方式感知運動姿態(tài),一種類型的技術(shù)能夠感知微型集成電路的微小運動。
另一種加速度計的技術(shù)為熱對流技術(shù),沒有移動部件,而是通過一個“熱氣團”的位移來感知的運動變化。這類傳感器靈敏度較高,在穩(wěn)定車載攝像機、電影制作等應(yīng)用起著至關(guān)重要的作用。
慣性測量單元
慣性測量單元結(jié)合GPS是維持方向和飛行路徑的關(guān)鍵。隨著無人機智能化的發(fā)展,方向和路徑控制是重要的空中交通管理規(guī)則。慣性測量單元采用的多軸磁傳感器,在本質(zhì)上都是精準度極高的小型指南針,通過感知方向?qū)?shù)據(jù)傳輸至中央處理器,從而指示方向和速度。
傾角傳感器
傾角傳感器,集成了陀螺儀和加速度計為飛行控制系統(tǒng)提供保持水平飛行的數(shù)據(jù)。這類傳感器和陀螺儀,結(jié)合加速度計,能夠測量到細微的運動變化,使得傾角傳感器能夠應(yīng)用于移動程序,如汽車或無人駕駛飛機的陀螺儀補償。
大氣監(jiān)測傳感器
空氣質(zhì)量的好壞,是人們最關(guān)注的一個話題。實時監(jiān)測空氣質(zhì)量好壞,大氣污染程度已經(jīng)成為一個熱點,當然大氣監(jiān)測傳感器在其中就起著至關(guān)重要的作用。目前煒盛科技的大氣監(jiān)測傳感器已被廣泛應(yīng)用于城市大氣環(huán)境監(jiān)測、工廠廠區(qū)無組織排放污染氣體監(jiān)測以及環(huán)境評價監(jiān)測等??杀O(jiān)測多種氣體,包括:臭氧、一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等。
電流傳感器
無人機上的電能消耗和使用非常重要,尤其是在電池供電的情況下。電流傳感器可用于監(jiān)測和優(yōu)化電能消耗,確保無人機內(nèi)部電池充電和電機故障檢測系統(tǒng)的安全。電流傳感器工作通過測量電流(雙向),理想的情況下提供電氣隔離,以減少電能損耗和消除電擊損壞用戶系統(tǒng)的機會。
磁傳感器
在無人機,電子羅盤提供關(guān)鍵性的慣性導(dǎo)航和方向定位系統(tǒng)的信息?;诟飨虍愋源抛瑁ˋMR)技術(shù)的傳感器,較其他傳感器相比有明顯的地功耗優(yōu)勢,同時具有高精度、響應(yīng)時間短等特點,非常適用于無人機的應(yīng)用。
發(fā)動機進氣流量傳感器
流量傳感器可以用于有效地監(jiān)測電力無人機燃氣發(fā)動機的微小空氣流速。許多氣體發(fā)動機質(zhì)量流量傳感器都采用熱式技術(shù),主要利用加熱的元件和至少一個溫度傳感器來量化質(zhì)量流量。MEMS熱式氣體質(zhì)量流量傳感器也在微計量范圍內(nèi)利用熱原理及其適用于對重量要求較高的領(lǐng)域。
AR、VR設(shè)備傳感器
虛擬現(xiàn)實中的傳感設(shè)備主要包括兩部分:一部分用于人機交互而穿戴于操作者身上的立體頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣等,另一部分是用于正確感知而設(shè)置在現(xiàn)實環(huán)境中的各種視覺、聽覺、觸覺、力覺等。
傳感器在慣性動作捕捉系統(tǒng)的應(yīng)用
加速計:用來檢測傳感器受到的加速度的大小和方向的,它通過測量組件在某個軸向的受力情況來得到結(jié)果,表現(xiàn)形式為軸向的加速度大小和方向(XYZ),但用來測量設(shè)備相對于地面的擺放姿勢,則精確度不高,該缺陷可以通過陀螺儀得到補償。
陀螺儀:工作原理是通過測量三維坐標系內(nèi)陀螺轉(zhuǎn)子的垂直軸與設(shè)備之間的夾角,并計算角速度,通過夾角和角速度來判別物體在三維空間的運動狀態(tài)。它的強項在于測量設(shè)備自身的旋轉(zhuǎn)運動,但不能確定設(shè)備的方位。
磁力計:磁力計又剛好可以彌補上面陀螺儀的那個缺陷,它的強項在于定位設(shè)備的方位,可以測量出當前設(shè)備與東南西北四個方向上的夾角。
用于追蹤動作的傳感器包括:FOV深度傳感器、攝像頭、陀螺儀、加速計、磁力計和近距離傳感器等。當前,每家VR硬件廠商都在使用自己的技術(shù),索尼使用PlayStation攝像頭作為定位追蹤器,而Vive和Oculus也在使用自己的技術(shù)。
智能手表傳感器
加速度計
加速度計是運動監(jiān)測設(shè)備普遍具備的基本傳感器,通常被用來記錄行進步數(shù)。通過測量方向和加速度力量,加速度計能夠判斷設(shè)備處于水平或是垂直位置,來判斷設(shè)備是否移動,從而達到計步操作。
當然,并不是所有的加速度計都是準確的?;镜目钍絻H有兩軸,相對來說不夠準確;而三軸傳感器則可更好地檢測設(shè)備在三維空間中的位置,實現(xiàn)更精準的記錄。
陀螺儀
? ? ? 陀螺儀可以偵測轉(zhuǎn)動。陀螺儀獲得的數(shù)據(jù)可以與鍛煉邏輯算法相互協(xié)作。此外,陀螺儀還能讓“感知”用戶,比如舉起手腕準備看表時。屏幕自動亮起。
磁力計
? ? ? ?磁力計說白了就是指南針,可以用來提升運動追蹤的準確性
GPS:GPS(全球定位系統(tǒng))雖然已經(jīng)是非常普及的技術(shù),通過使用29顆地球總軌道衛(wèi)星中的四顆進行定位,便能夠獲得誤差較小的精確位置。不過,由于耗電量偏大,所以尚未在運動手環(huán)中普及,只有一些定位專業(yè)運動監(jiān)測的運動手表才具備GPS芯片,用于記錄用戶的地理位置、跑步路線等等。
光學(xué)心率監(jiān)測器
光學(xué)心率傳感器是目前運動監(jiān)測設(shè)備逐漸流行的配置,使用LED發(fā)光照射皮膚、血液吸收光線產(chǎn)生的波動來判斷心率水平,實現(xiàn)更精準的運動水平分析。
不過,目前對于光學(xué)心率傳感器的準確性也存在較大爭議,因為每種設(shè)備都會添加一些膚色彌補技術(shù),來適應(yīng)更廣泛的人群,所以不同設(shè)備的差異也較大。
氣壓傳感器
? ? ? ?氣壓傳感器不僅僅可以向用戶提供更準確的天氣數(shù)據(jù)。氣壓計還可感知海拔高度的變化,對于跑步愛好者和登山愛好者來說,海拔高度數(shù)據(jù)非常重要。
環(huán)境光及紫外線傳感器
環(huán)境光傳感器模擬人類眼鏡對光線的敏感度,可以根據(jù)周圍光線的明暗來判斷時間,并有效節(jié)省運動監(jiān)測設(shè)備的電力消耗。而紫外線傳感器則可監(jiān)測到光線中的紫外線指數(shù),實現(xiàn)防曬提醒操作。
皮電反應(yīng)傳感器
皮電反應(yīng)傳感器是一種更高級的生物傳感器,通常配備在一些可以監(jiān)測汗水水平的設(shè)備上。簡單來說,人類的皮膚是一種導(dǎo)電體,當我們開始出汗,皮電反應(yīng)傳感器便可以檢測出汗水率,配合加速度計及先進的軟件算法,有利于更準確地監(jiān)測用戶的運動水平。
生物電阻抗傳感器
Jawbone的新款UP3運動手環(huán),配備了更先進的生物電阻抗傳感器,可通過生物肌體自身阻抗來實現(xiàn)血液流動監(jiān)測,并轉(zhuǎn)化為具體的心率、呼吸率及皮電反應(yīng)指數(shù),是一種更先進的綜合生物傳感器,準確性也相對更高。
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