法国研发新型迷你飞行器 无需加速度传感器

　　据国外媒体报道 法国国家科学研究中心研究人员日前根据飞行昆虫视觉机理，成功开发出全球首个不带重力加速度计即可沿崎岖表面自由飞行的迷你飞行器。

　　从无人机到运载火箭，目前所有的飞行器都装有重力加速度计，用于在飞行时检测重力方向，获取自身横向和纵向倾斜的角度，从而保证平衡。然而，昆虫在飞行当中依靠的却是一种完全不同的视觉导航方式。大量生物学实验表明，飞行昆虫是通过其复眼视网膜感知周围环境的光流信息来控制飞行的。

　　受昆虫视觉机理的启发，研究人员在这款名为“BeeRotor”的迷你飞行器“眼睛”上方和下方安装了24个光电二极管，作为“光流感测器”在飞行时感知周围环境，从而对飞行进行反馈性调整，躲避各类障碍物。扮演飞行器“大脑”角色的是三个“反馈回路”，分别用于控制飞行高度、速度和平衡。

　　这个迷你飞行器重量仅80克，不带重力加速度计和测量飞行速度、高度的装置，却能够在各种高低不平或处在运动变化中的环境下自如飞行。例如，它能够在内壁不规则且处于运动状态的管道内飞行。

　　研究人员介绍说，由于本身具有一定的重量和体积，重力加速度计不适用于小型飞行器。这种模拟昆虫视觉机理的导航技术能够有助于飞行器的“小型”化发展，在工业领域具有重要用途，例如开发可用于管道系统检测等方面的小型装置。法国研究人员的这一成果被刊登在最新一期的英国专业期刊《生物灵感和生物模拟》上。

　　虽然这架小飞行器用不到加速度传感器，但是加速度传感器是一种非常重要的电子元器件，我们还是要了解一下。

　　加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备。加速力就是当物体在加速过程中作用在物体上的力，就好比地球引力，也就是重力。加速力可以是个常量，比如g，也可以是变量。加速度计有两种：一种是角加速度计，是由陀螺仪（角速度传感器）的改进的。另一种就是线加速度计。

　　压电式

　　压电式加速度传感器又称压电加速度计。它也属于惯性式传感器。压电式加速度传感器的原理是利用压电陶瓷或石英晶体的压电效应，在加速度计受振时，质量块加在压电元件上的力也随之变化。当被测振动频率远低于加速度计的固有频率时，则力的变化与被测加速度成正比。

　　压阻式

　　基于世界领先的MEMS硅微加工技术，压阻式加速度传感器具有体积小、低功耗等特点，易于集成在各种模拟和数字电路中，广泛应用于汽车碰撞实验、测试仪器、设备振动监测等领域。

　　电容式

　　电容式加速度传感器是基于电容原理的极距变化型的电容传感器。电容式加速度传感器/电容式加速度计是对比较通用的加速度传感器。在某些领域无可替代，如安全气囊，手机移动设备等。电容式加速度传感器/电容式加速度计采用了微机电系统（MEMS）工艺，在大量生产时变得经济，从而保证了较低的成本。

　　伺服式

　　伺服式加速度传感器是一种闭环测试系统，具有动态性 能好、动态范围大和线性度好等特点。其工作原理，传感器的振动系统由 "m-k”系统组成，与一般加速度计相同，但质量m上还接着一个电磁线圈，当基座上有 加速度输入时，质量块偏离平衡位置，该位移大小由位移传感器检测出来，经伺服放大器 放大后转换为电流输出，该电流流过电磁线圈，在永久磁铁的磁场中产生电磁恢复力，力图使质量块保持在仪表壳体中原来的平衡位置上，所以伺服加速度传感器在闭环状态下工作。由于有反馈作用，增强了抗干扰的能力，提高测量精度，扩大了测量范围，伺服加速度 测量技术广泛地应用于惯性导航和惯性制导系统中，在高精度的振动测量和标定中也有应用。