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精準(zhǔn)治污有新科技無人機(jī)興起帶動(dòng)傳感器市場火熱

2020-12-23 10:55:29來源：儀表網(wǎng)關(guān)鍵詞：無人機(jī)閱讀量：3596

　　【儀器網(wǎng) 行業(yè)要聞】“十四五”時(shí)期是否有新的治污科技手段？對(duì)此，生態(tài)環(huán)境部副部長莊國泰22日表示，要推進(jìn)精準(zhǔn)治污、科學(xué)治污、依法治污，科技是一個(gè)關(guān)鍵手段。對(duì)于“十四五”的環(huán)?？萍脊ぷ鳎怀霏h(huán)境科技體制改革，加快完善環(huán)境科技創(chuàng)新體系，具體包括：健全環(huán)境質(zhì)量改善的技術(shù)支撐體系、構(gòu)建生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防控的技術(shù)支撐體系、構(gòu)建生態(tài)環(huán)境治理和監(jiān)管技術(shù)支撐體系和構(gòu)建激發(fā)創(chuàng)新活力、提升創(chuàng)新效能的能力支撐體系。

　　精準(zhǔn)治污小幫手——無人機(jī)

　　隨著污染防治工作的不斷深入，為滿足“科學(xué)治污、精確治污”的發(fā)展需求，提升環(huán)境質(zhì)量，保障環(huán)境安全。某些地區(qū)目前充分利用無人機(jī)視域廣、機(jī)動(dòng)性好、及時(shí)連續(xù)等特點(diǎn)，讓無人機(jī)率先成為生態(tài)環(huán)境治理的“好幫手”，讓巡查無死角，工作效率得到大大提升。

　　前段時(shí)間，一架 “新面孔”在工作人員的操作下順利飛上海龍水庫高空，對(duì)喇叭河集中式飲用水源保護(hù)區(qū)進(jìn)行地毯式掃描排查，通過空中俯瞰、多角度航拍排查飲用水源保護(hù)區(qū)內(nèi)垂釣、家禽放養(yǎng)、排污、生活垃圾等可能影響飲用水源安全的行為，做到心中有數(shù)，對(duì)癥下藥、精準(zhǔn)施策，筑牢水源管控防線。

　　而下一步，紅花崗分局將在生態(tài)環(huán)境監(jiān)管中積極優(yōu)化工作方式，采取差異化生態(tài)環(huán)境監(jiān)管措施，充分利用在線監(jiān)控、視頻監(jiān)控、無人機(jī)巡查等科技手段，有效填補(bǔ)生態(tài)環(huán)境監(jiān)管中的盲點(diǎn)，以科技手段助力科學(xué)治污、精準(zhǔn)治污。

　　精準(zhǔn)治污不是一個(gè)地區(qū)的任務(wù)，湘潭市還啟用了走航車對(duì)全市道路積塵和揮發(fā)性有機(jī)物等污染因子開展實(shí)時(shí)監(jiān)測，可隨時(shí)移動(dòng)、快速地發(fā)現(xiàn)大氣污染源，建立問題清單。同時(shí)，利用無人機(jī)定位、圖片和視頻功能，迅速鎖定垃圾焚燒、秸稈焚燒、工地?fù)P塵、黃土裸露、煙花鞭炮燃放等大氣污染行為，既能節(jié)約人力成本和時(shí)間，又能高效處置污染源。

　　無人機(jī)與傳感器的故事

　　提到無人機(jī)，就不得不說一說傳感器。如今，無人機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于氣象監(jiān)測、環(huán)境保護(hù)、遙感航拍、抗震救災(zāi)、快遞運(yùn)送等領(lǐng)域。隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，無人機(jī)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運(yùn)用不斷增加，為了能更好的控制無人機(jī)的飛行，各種傳感器的運(yùn)用則起到了十分重要的作用。那么，無人機(jī)能在天上實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的飛行，完成不同的動(dòng)作，需要用到哪些傳感器呢？

　　其中，飛行控制器相當(dāng)于無人機(jī)的大腦，而飛行控制器內(nèi)部主要由兩大部分構(gòu)成——IMU(慣性檢測裝置)和CPS模塊。無人機(jī)平穩(wěn)飛行不可缺少的飛行控制器中的內(nèi)部傳感器(IMU)。IMU指的是慣性測量單元，大多用在需要進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制的設(shè)備，如汽車和機(jī)器人，也被用在需要用姿態(tài)進(jìn)行精密位移推算的場合。一般來說IMU就包含了加速度傳感器和陀螺儀。

　　陀螺儀傳感器能監(jiān)測三軸的角速度，因此可監(jiān)測出俯仰、翻滾和偏擺時(shí)角度的變化率。即使是一般飛行器，陀螺儀都是相當(dāng)重要的傳感器。角度信息的變化能用來維持無人機(jī)穩(wěn)定并防止晃動(dòng)。由陀螺儀所提供的信息將匯入馬達(dá)控制驅(qū)動(dòng)器，通過動(dòng)態(tài)控制馬達(dá)速度，并提供馬達(dá)穩(wěn)定度。陀螺儀還能確保無人機(jī)根據(jù)用戶控制裝置所設(shè)定的角度旋轉(zhuǎn)。

　　此外，無人機(jī)采用超聲波傳感器就是利用超聲波碰到其他物質(zhì)會(huì)返回這一特性，進(jìn)行高度控制。前面就提到過近地面的時(shí)候，利用氣壓傳感器是無法應(yīng)對(duì)的。但是利用超聲波傳感器在近地面就能夠?qū)崿F(xiàn)高度控制。這樣一來氣壓傳感器同超聲波傳感器一結(jié)合，就可以實(shí)現(xiàn)無人機(jī)無論是在高空還是低空都能夠平穩(wěn)飛行。

　　磁羅盤能為無人機(jī)提供方向感。它能提供裝置在各軸向所承受磁場的數(shù)據(jù)。接著相關(guān)數(shù)據(jù)會(huì)匯入微控制器的運(yùn)算法，以提供磁北極相關(guān)的航向角，然后就能用這些信息來偵測地理方位。磁羅盤對(duì)于硬鐵、軟鐵或運(yùn)轉(zhuǎn)角度都非常敏感。所謂硬鐵是指傳感器附近的堅(jiān)硬、鐵磁性物質(zhì)。軟鐵則是指附近有弱鐵磁性物質(zhì)，電路走線等。它能讓傳感器讀數(shù)產(chǎn)生可變動(dòng)移位。因此它也需要磁性傳感器校正算法，以過濾掉這些異常狀況。除了方向的感測，磁性傳感器也可以用來偵測四周的磁性與含鐵金屬，例如電極、電線、車輛、其他無人機(jī)等等，以避免事故發(fā)生。

　　當(dāng)然除了上述的幾種傳感器，無人機(jī)中還可能會(huì)用到檢測電壓電流狀態(tài)的傳感器、檢測障礙物的紅外線傳感器。正是由這些宛如人感官一般的傳感器在無人機(jī)中發(fā)揮作用，無人機(jī)才能夠在空中平穩(wěn)飛行。

　　傳感器市場的未來

　　隨著越來越多熱門科幻電影的上映，各種神奇的機(jī)器人、飛行器深受年輕人的喜愛。而在近幾年，消費(fèi)級(jí)無人機(jī)和家用機(jī)器人更是作為一個(gè)新興熱門行業(yè)而崛起，在高科技項(xiàng)目市場中倍受追捧。而在無人機(jī)和機(jī)器人的控制中，傳感器起了至關(guān)重要的作用。近年來，傳感器市場一直保持穩(wěn)定增長，目前其主要應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)檢測、自動(dòng)控制系統(tǒng)以及汽車工業(yè)。而隨著無人機(jī)以及機(jī)器人這些產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，傳感器行業(yè)也將會(huì)形成更大的市場。

　　同樣，傳感器也是新興的機(jī)器人技術(shù)革命的關(guān)鍵要素，正是由于傳感器這一技術(shù)的應(yīng)用，機(jī)器人才具備了類似人類的知覺功能和反應(yīng)能力。一般在機(jī)器人上會(huì)安裝視覺傳感器、力覺傳感器、接近覺傳感器、超聲波傳感器和聽覺傳感器等，使其能夠更充分地完成復(fù)雜的工作，更具智能。

　　傳感器是環(huán)境感知的硬件基礎(chǔ)，相對(duì)于環(huán)境感知系統(tǒng)，傳感器產(chǎn)業(yè)鏈將率先收益。我們見證著無人機(jī)和機(jī)器人市場的活力與潛能，以及其對(duì)于傳感器技術(shù)的需求。據(jù)資料現(xiàn)顯示，目前，無人機(jī)和機(jī)器人專用傳感器市場為3.51億美元，預(yù)計(jì)到2021年將達(dá)到7.09億美元，復(fù)合年增長率為12.4%。目前一些較為成熟的市場，如汽車行業(yè)也被創(chuàng)新者加入了新興的無人機(jī)應(yīng)用，無人駕駛汽車每每出現(xiàn)都會(huì)引起人們的熱議和興趣，正是由于這些新的應(yīng)用領(lǐng)域出現(xiàn)，加強(qiáng)了對(duì)傳感器技術(shù)的需求，從而形成了良性循環(huán)。可以預(yù)見，未來傳感器行業(yè)將會(huì)有更廣闊的市場。

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