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全新的无人机智能传感方案

2024-04-20 11:31:00来源:国微感知 作者:国微感知 点击次数:2530次字号:|
无人机作为低空经济的典型代表,无可厚非的成为关注焦点
前言:低空经济作为“战略性新兴产业”,与商业航天、生物制造、生命科学一起,首次被列入政府工作报告,也成为“新质生产力”发展的重要抓手之一。无人机作为低空经济的典型代表,无可厚非的成为关注焦点。

无人机

       2023年5月31日,中央军委主席习近平、国务院总理李强签发《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》,该条例酝酿已久,是无人驾驶航空器领域的“上位法”,已于2024年1月1日正式生效。

       中央财经委员会第四次会议再次强调发展低空经济,这已经是2023年3月至2024年2月的一年之内,习近平等中央政治局常委第八次考察或部署低空经济及航空产业,其中六次发生在近半年以内。

       2023年12月,中央经济工作会议明确要打造低空经济等若干战略性新兴产业,习近平总书记发表重要讲话,中共中央政治局常委李强、赵乐际、王沪宁、蔡奇、丁薛祥、李希出席会议。

       2024年2月,中央财经委员会第四次会议鼓励发展与低空经济等结合的物流新模式,有效降低全社会物流成本,习近平总书记发表重要讲话,中共中央政治局常委李强、蔡奇、丁薛祥出席会议。

       ......

       随着“低空经济”被国家纳入战略新兴产业规划,预计未来将产生3-5万亿的市场总量(这是当今汽车行业市场总量的30%-50%)。



无人机电池安全监测

电池主动安全监测

       无人机市场容量无疑是巨大的,确保其使用的安全也是无人机开发者一致追求的目标。其中,电池热失控是无人机使用过程中一种十分紧急、也非常严重的飞行事故,如何确保无人机电池安全,也正是国微感知致力于研究的方向。

       无人机、eVTOL垂直起降阶段,高倍率放电的电池会急剧升温会诱发电池热失控发生概率提升。电池热失控是电池内部微短路后产生气体,变现为鼓包,同时对外的膨胀力也在增加,最终导致电池热失控。

       国微感知作为智能传感器领域的参与者,结合行业从业者的丰富经验,以现在为基础,以未来为目标,提供了多种非常确实可用、实用,并且兼备创新点的电池安全解决方案。国微感知自主研发设计的电池压力、温度分布监测系统,实现了对电池的主动安全监测,为人民生命和财务安全保驾护航。

电池主动安全监测
(图片来自汽车电子设计)

       如上图所示,电池热失控整个过程中,电池的电压、电流变化是非常滞后的,温度变化也是缓慢的。传统的方法已经很难第一时间监测电池热失控异常了。而在这个过程中,电池膨胀力的变化却为我们提供了一种新的选择,它能够更早地监测到电池热失控异常。

       国微感知的电池膨胀力监测模组提供了膨胀力阈值策略方案:当识别膨胀力达到相应设定阈值条件时,会触发相应报警机制发出报警信号,从而为无人机操作者争取非常宝贵的10分钟救援时间。

       电池膨胀力监测模组,是在电池模组内部嵌入传感器,用于测量电池膨胀力的变化。结合大数据、BMS中的电压/电流和温度测量,可以实现对电池老化状态、寿命和热失控预警更有效的管理。电池业内专家,正在以该技术实现电池的监测,各自技术路径有些微的差异,甚至有结合算法后,实现3-4个月电池故障预判,从而才有机会切断隐患源。

电池充放电的膨胀力曲线图

低温下的电池工作

       国微感知创新地在核心传感器能力之外,为电池提供多方位的关照:实现了-40℃ 的环境温度,无人机也能照样飞行的智能温控系统。

       温度的变化对锂电池的影响比较大。当温度下降时候,锂电池的活性和容量会发生一定程度的衰减。当温度下降到-10°以下时候,锂电池的活性下降到非活性区,无法在无人机上再使用。若在低温环境下使用动力电池,需要确保电芯温度不低于-10。

       国微感知新一代内置于电池包的智能温控系统在低温环境下时候,温控系统能够给电池进行加热,以确保电池温度始终处于合适的工作温度范围,从而让电池工作在活性充沛的温度区域,发挥最佳效果,提供更好的用户体验。

温控系统给电芯加热

激光雷达(LiDAR)-无人机的3D眼睛

       针对无人机领域,国微感知不仅有成熟的电池安全监测方案,还推出了两款轻巧型激光雷达——AS01S和AS03。这也是国微感知一直致力于研发的核心产品,可用于测距、定位、导航,为无人机飞行保驾护航。

激光雷达

       通常用于测量物体与激光雷达之间的距离,具有高精度、高分辨率和高可靠性的优点。在机器人、无人驾驶汽车和智能家居等领域中,激光雷达被广泛用于环境感知和定位。例如,在无人驾驶汽车中,激光雷达可以感知周围环境,识别障碍物、道路标志和行人等,为自动驾驶系统提供实时、高精度的三维地图和定位信息。

       国微感知新晋推出的多款固态激光雷达AS01S和AS03,实现从单个方向的避障/绕障,再到多个方向的避障/绕障。同时也兼备了不管是黑夜还是白天,基于自身的高可靠性,继而提供稳定的3D成像。

体积小巧,便于集成

       经过多次更新迭代后,激光对焦雷达AS01,采用了无机械器件的固态激光雷达设计。它不仅具有较高的可靠性和稳定性,体积也变得十分小巧,最小尺寸仅15*9mm(长*宽),适合集成到无人机等各类大小机型中。

最小尺寸仅15*9mm

精细化设计

       国微感知设计的固态激光雷达具备抗外部干扰光、高精度、防干扰、低功耗、使用寿命长等特点。其抗阳光能力≥100klux,适用于各类型户外作业场景,精细化设计使其在室内外均能表现出优秀的空间探测能力。即便在黑夜中,国微固态激光雷达也能够运行自如,不受干扰。同时在针对透明物体、低反复杂曲面 、高反亮面白板、直角多径面等多种复杂环境下,均可轻松应对。

精准辅助避障、绕障

       结合国微感知深厚的AI算法能力,可在探测范围内精准捕获、识别物品或人体运动轨迹等,为无人机的飞控等场景实现精准避障、绕障等功能。


出色的3D成像能力

三维重建

       结合国微感知多传感器的前融合能力,以及出色的算法能力,能够提供更加丰富的RGBD数据,为无人机实现更高维度的空间建模能力。在后续的应急场景,提供了无与伦比的基础能力。

无人机的定高、找平

       将激光雷达安装在无人机腹部,不但可以为无人机实现定高的功能,出色的平面成像能力,还让无人机新添加了找到平地、进行平稳安全降落的能力。
无人机的定高、找平

关于国微(SMiT)&国微感知

       国微集团起源于1993年,是一家半导体控股集团,其业务主要覆盖安全芯片设计及应用、智能传感方向产品、解决方案以及第三代半导体产品研发和生产。

       作为深圳第一家半导体设计企业,国微集团先后承接了国家集成电路908、909工程,主要聚焦于安全芯片及其应用领域,孵化培育了多家优秀企业,多家公司已成为A股上市公司的主要业务实体。国微集团为国微控股有限公司(简称“国微控股”)全资子公司,国微控股于2016年在香港联交所主板上市(“股票代码:02239”)。国微集团是国家规划布局内的重点软件企业、国家高新技术企业,曾获得国家科学技术进步二等奖、国家高技术产业化十年成就奖、2017年度深圳IC设计企业销售额前+强等诸多荣誉。

       深圳国微感知技术有限公司是国微集团旗下核心技术公司,专注于提供智能传感方向产品和解决方案。依托集团强大的技术后盾和先进的生产平台,国微感知集合了材料学、力学、光学、电子学、计算机科学、嵌入式技术、人工智能等领域的专业人才,重点布局激光雷达、柔性压力传感器及其他各类型智能传感产品,不断将新技术与市场应用相结合,探索电子皮肤、AGV/AMR、服务机器人、智慧交通、智慧物流、体积测量、安全检测等领域,产品已得到多家企业的认可和使用。


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