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    精準治污有新科技 無人機興起帶動傳感器市場火熱

    2020-12-23

      “十四五”時期是否有新的治污科技手段?對此,生態環境部副部長莊國泰22日表示,要推進精準治污、科學治污、依法治污,科技是一個關鍵手段。對于“十四五”的環??萍脊ぷ?,要突出環境科技體制改革,加快完善環境科技創新體系,具體包括:健全環境質量改善的技術支撐體系、構建生態環境風險防控的技術支撐體系、構建生態環境治理和監管技術支撐體系和構建激發創新活力、提升創新效能的能力支撐體系。
      
      精準治污小幫手——無人機
      
      隨著污染防治工作的不斷深入,為滿足“科學治污、精確治污”的發展需求,提升環境質量,保障環境安全。某些地區目前充分利用無人機視域廣、機動性好、及時連續等特點,讓無人機率先成為生態環境治理的“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,對喇叭河集中式飲用水源保護區進行地毯式掃描排查,通過空中俯瞰、多角度航拍排查飲用水源保護區內垂釣、家禽放養、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,對癥下藥、精準施策,筑牢水源管控防線。
      
      而下一步,紅花崗分局將在生態環境監管中積極優化工作方式,采取差異化生態環境監管措施,充分利用在線監控、視頻監控、無人機巡查等科技手段,有效填補生態環境監管中的盲點,以科技手段助力科學治污、精準治污。
      
      精準治污不是一個地區的任務,湘潭市還啟用了走航車對全市道路積塵和揮發性有機物等污染因子開展實時監測,可隨時移動、快速地發現大氣污染源,建立問題清單。同時,利用無人機定位、圖片和視頻功能,迅速鎖定垃圾焚燒、秸稈焚燒、工地揚塵、黃土裸露、煙花鞭炮燃放等大氣污染行為,既能節約人力成本和時間,又能高效處置污染源。
      
      無人機與傳感器的故事
      
      提到無人機,就不得不說一說傳感器。如今,無人機已經廣泛應用于氣象監測、環境保護、遙感航拍、抗震救災、快遞運送等領域。隨著物聯網的發展,無人機對物聯網技術的運用不斷增加,為了能更好的控制無人機的飛行,各種傳感器的運用則起到了十分重要的作用。那么,無人機能在天上實現穩定的飛行,完成不同的動作,需要用到哪些傳感器呢?
      
      其中,飛行控制器相當于無人機的大腦,而飛行控制器內部主要由兩大部分構成——IMU(慣性檢測裝置)和CPS模塊。無人機平穩飛行不可缺少的飛行控制器中的內部傳感器(IMU)。IMU指的是慣性測量單元,大多用在需要進行運動控制的設備,如汽車和機器人,也被用在需要用姿態進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。
      
      陀螺儀傳感器能監測三軸的角速度,因此可監測出俯仰、翻滾和偏擺時角度的變化率。即使是一般飛行器,陀螺儀都是相當重要的傳感器。角度信息的變化能用來維持無人機穩定并防止晃動。由陀螺儀所提供的信息將匯入馬達控制驅動器,通過動態控制馬達速度,并提供馬達穩定度。陀螺儀還能確保無人機根據用戶控制裝置所設定的角度旋轉。
      
      此外,無人機采用超聲波傳感器就是利用超聲波碰到其他物質會返回這一特性,進行高度控制。前面就提到過近地面的時候,利用氣壓傳感器是無法應對的。但是利用超聲波傳感器在近地面就能夠實現高度控制。這樣一來氣壓傳感器同超聲波傳感器一結合,就可以實現無人機無論是在高空還是低空都能夠平穩飛行。
      
      磁羅盤能為無人機提供方向感。它能提供裝置在各軸向所承受磁場的數據。接著相關數據會匯入微控制器的運算法,以提供磁北極相關的航向角,然后就能用這些信息來偵測地理方位。磁羅盤對于硬鐵、軟鐵或運轉角度都非常敏感。所謂硬鐵是指傳感器附近的堅硬、鐵磁性物質。軟鐵則是指附近有弱鐵磁性物質,電路走線等。它能讓傳感器讀數產生可變動移位。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、其他無人機等等,以避免事故發生。
      
      當然除了上述的幾種傳感器,無人機中還可能會用到檢測電壓電流狀態的傳感器、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中發揮作用,無人機才能夠在空中平穩飛行。
      
      傳感器市場的未來
      
      隨著越來越多熱門科幻電影的上映,各種神奇的機器人、飛行器深受年輕人的喜愛。而在近幾年,消費級無人機和家用機器人更是作為一個新興熱門行業而崛起,在全球高科技項目市場中倍受追捧。而在無人機和機器人的控制中,傳感器起了至關重要的作用。近年來,全球傳感器市場一直保持穩定增長,目前其主要應用于工業自動檢測、自動控制系統以及汽車工業。而隨著無人機以及機器人這些產業的發展,傳感器行業也將會形成更大的市場。
      
      同樣,傳感器也是新興的機器人技術革命的關鍵要素,正是由于傳感器這一技術的應用,機器人才具備了類似人類的知覺功能和反應能力。一般在機器人上會安裝視覺傳感器、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雜的工作,更具智能。
      
      傳感器是環境感知的硬件基礎,相對于環境感知系統,傳感器產業鏈將率先收益。我們見證著無人機和機器人市場的活力與潛能,以及其對于傳感器技術的需求。據資料現顯示,目前,無人機和機器人專用傳感器市場為3.51億美元,預計到2021年將達到7.09億美元,復合年增長率為12.4%。目前一些較為成熟的市場,如汽車行業也被創新者加入了新興的無人機應用,無人駕駛汽車每每出現都會引起人們的熱議和興趣,正是由于這些新的應用領域出現,加強了對傳感器技術的需求,從而形成了良性循環??梢灶A見,未來傳感器行業將會有更廣闊的市場。
      
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