隨著科技的飛速發(fā)展和航空技術的日益成熟，低空經濟正逐漸嶄露頭角，成為推動經濟增長和創(chuàng)新發(fā)展的新引擎。低空經濟是以各種有人駕駛和無人駕駛航空器的各類低空飛行活動為牽引，輻射帶動相關領域融合發(fā)展的綜合性經濟形態(tài)。它不僅廣泛體現(xiàn)于第一、第二、第三產業(yè)之中，還在促進經濟發(fā)展、加強社會保障、服務國防事業(yè)等方面發(fā)揮著日益重要的作用。在這個充滿潛力的市場中，傳感器技術扮演著舉足輕重的角色。

飛行姿態(tài)與導航傳感器

低空飛行器，如無人機、直升機和eVTOL（電動垂直起落飛行器），主要面向應急、物流、交通、娛樂消費、農林巡檢五大場景。這些飛行器自主導航系統(tǒng)中用到的傳感器除了超聲波雷達，還有GPS、慣性測量單元（IMU）、視覺傳感器、激光雷達、毫米波雷達、超聲波雷達、MEMS超聲波傳感器、紅外傳感器、氣壓計、磁力計和電子氣象儀等。

超聲波雷達

在近地面范圍內，氣壓傳感器無法應對精準測距的要求，而超聲波雷達在近地面探測精準度有明顯優(yōu)勢，它與氣壓傳感器結合使用，能為無人機、飛行汽車等提供實時障礙物信息，避免碰撞，可保障低空飛行器在空中或近地面的平穩(wěn)飛行。此外，超聲波雷達可與其他傳感器如毫米波雷達、激光雷達、攝像頭等配合，增強環(huán)境感知能力。

毫米波雷達

毫米波雷達因其高精度測距和速度測量能力，在低空飛行器懸停測距中發(fā)揮重要作用。它采用毫米波透鏡天線技術和高精度測距算法測量目標速度，并通過電磁波傳播實現(xiàn)全天候工作。毫米波雷達波束角度小，能量集中，測量精度達毫米級別，測量范圍達到100m，具有高空間分辨率、抗外部環(huán)境干擾能力強和多目標跟蹤等優(yōu)勢，特別適合低空探測。

MEMS超聲波傳感器

MEMS超聲波傳感器對無人機低空飛行至關重要，它能夠精確探測障礙物，確保避障和安全飛行，同時實現(xiàn)精準自動著陸。這種采用MEMS微納工藝與封裝制造方法，兼具超聲波發(fā)射與接收復用功能，基于高性能壓電功能薄膜與硅基MEMS異質集成的新一代超聲波傳感器能與IMU、GPS等傳感器數據融合，提高導航精度，增強飛行穩(wěn)定性和控制精度，從而提升無人機的整體飛行性能。

狀態(tài)監(jiān)測傳感器

傳感器還廣泛應用于飛行器的狀態(tài)監(jiān)測，包括發(fā)動機狀態(tài)、電池包狀態(tài)、貨物狀態(tài)以及物流設備的運行狀態(tài)等，需用到壓力傳感器、電池包熱失控傳感器、電流傳感器、振動傳感器等。

壓力傳感器

在無人機系統(tǒng)中，壓力傳感器可基于氣壓隨海拔升高而降低的物理規(guī)律，通過測量大氣壓力變化來計算無人機的相對高度，同時監(jiān)測機身飛行狀態(tài)。在氣流擾動的空中，壓力傳感器提供的高度信息有助于無人機在飛行中保持穩(wěn)定。如遇到GPS信號弱或無信號的情況，壓力傳感器與毫米波雷達、激光雷達、攝像頭等傳感器融合應用，也能為無人機提供準確的定位。

振動傳感器

振動傳感器通過將機械振動轉換為電信號來監(jiān)測飛行器的振動狀態(tài)。它們通?；谫|量-彈簧-阻尼系統(tǒng)，當振動發(fā)生時，系統(tǒng)的質量塊會隨之運動，通過傳感器檢測這一運動變化。例如，加速度傳感器通過測量物體加速度變化來間接測量振動，而位移傳感器則直接檢測物體在振動中的位移變化。這些傳感器能夠及時發(fā)現(xiàn)機械部件的松動、磨損等問題，如不平衡、不對中和軸承磨損，從而預防故障和事故，保障飛行器安全。

數據采集傳感器

在巡檢過程中，傳感器還用于采集各種數據，如地形地貌、建筑物結構、管道線路等，如激光傳感器、飛行器離地檢測傳感器等用于測量地形地貌的高度、距離等信息，內置壓電調焦馬達的圖像傳感器用于拍攝建筑物的外觀、管道的分布等圖像信息，為后續(xù)的分析和處理提供數據支持。此外，以飛行汽車為代表的載人飛行器還需應用CPD方案對艙內人員健康狀況進行監(jiān)測。

飛行器離地檢測傳感器

飛行離地檢測傳感器通過TOF原理，從發(fā)出超聲波信號到接收超聲波信號的時間，實時計算檢測飛行器的離地安全距離，為低空飛行器降落提供了離地距離的數字式信號，抗干擾能力強。

內置壓電調焦馬達的圖像傳感器

壓電調焦馬達通過精確控制和快速響應實現(xiàn)微米級調焦精度，迅速適應不同距離目標，使圖像傳感器攝取快速聚焦，其結構簡單、低功耗、大推力，且無電磁干擾，適合緊湊空間。壓電調焦馬達提供的穩(wěn)定圖像質量為后續(xù)分析處理提供準確數據支持，其可擴展性使其適用于各種圖像傳感器格式，確保飛行器在拍攝建筑物外觀、管道分布等圖像信息時，能夠獲得清晰、高質量的圖像數據。

生命體征監(jiān)測方案

飛行過程中，生命體征監(jiān)測方案能持續(xù)檢測乘客的心率、血壓和體溫，對心臟病患者至關重要。一旦檢測到異常，系統(tǒng)會自動調整飛行計劃、尋找降落點或聯(lián)系救援。這種全航程監(jiān)測增強了飛行安全，提升了乘客信任。該方案收集的數據還能分析飛行對健康的影響，優(yōu)化設計和策略，預防健康問題引發(fā)的事故，實現(xiàn)健康管理。

環(huán)境感知傳感器

在低空飛行過程中，飛行器需要實時感知周圍環(huán)境的變化，以確保飛行安全。適用于低空飛行器的環(huán)境感知傳感器有空氣懸架溫度傳感器、光流傳感器、MEMS麥克風等。此外，飛行中的信號傳輸對于飛行安全極為重要，而信號增強器射頻模塊能夠保障飛行器在多變的環(huán)境中實現(xiàn)信號的穩(wěn)定傳輸。

信號增強器射頻模塊

信號增強器射頻模塊通過提升通信質量和距離、增強抗干擾能力，以及提高定位精度，確保飛行器在復雜環(huán)境中穩(wěn)定傳輸信號。該模塊能夠提供高帶寬、低時延、高可靠的通信能力，滿足飛行控制和數據傳輸需求，確保用戶和無人機等操控類飛行器之間的保持良好的通訊質量和數據傳輸速率，確保飛行任務順利完成。

總結

低空經濟的崛起為傳感器技術帶來了巨大的發(fā)展機遇。傳感器作為低空飛行器的“眼睛”和“耳朵”，負責收集外部環(huán)境的信息，是實現(xiàn)飛行器自主導航、避障、狀態(tài)監(jiān)測和數據采集等功能的關鍵元器件。在低空經濟中，傳感器技術不僅提升了飛行器的性能和安全性，還推動了相關領域的創(chuàng)新和發(fā)展。未來，隨著低空經濟的進一步拓展和傳感器技術的不斷進步，傳感器將在更多領域發(fā)揮重要作用，為低空經濟的繁榮發(fā)展貢獻力量。

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