在無(wú)源和有源傳感器快速的技術(shù)進(jìn)步已經(jīng)授權(quán)無(wú)人駕駛飛機(jī)的能力在各種類型的任務(wù)[ 117，118 ]。無(wú)人駕駛飛機(jī)上的傳感器便利在厘米和空間分辨率和時(shí)間相關(guān)的分辨率圖像捕獲在時(shí)間[ 117，119，120，121，122]。無(wú)人機(jī)上的傳感器取決于無(wú)人機(jī)的大小和任務(wù)。但是，根據(jù)航拍目的和照明條件，需要將各種傳感器安裝到無(wú)人機(jī)上。其中包括RGB傳感器，超聲波傳感器，紅外傳感器（IR），立體相機(jī)，激光測(cè)距儀（LRF），超寬帶雷達(dá)（UWB）和高光譜傳感器。圖4顯示了采礦業(yè)無(wú)人機(jī)中常用的傳感器示例。

無(wú)人機(jī)04 00034 g004 550 圖4. 采礦無(wú)人機(jī)上常用傳感器的示例：（a）紅外傳感器[ 123 ]，（b）超聲傳感器[ 124 ]，（c）RGB攝像機(jī)[ 125 ]，（d）立體攝像機(jī)[ 126 ]，（e）激光測(cè)距儀[ 126 ]，（f）超寬帶雷達(dá)（UWB）[ 127 ]，（g）高光譜傳感器[ 128 ]，（h）磁傳感器[ 129 ]，（i）氣體探測(cè)器[ 130 ]， （j）可見(jiàn)和近紅外光譜范圍（VNIR）[ 131 ]。

7.1。紅外傳感器

紅外傳感器（IR）是一種低成本的障礙物檢測(cè)器傳感器。紅外輻射可以被IR檢測(cè)到或發(fā)出。通常，所有絕對(duì)零以上的材料都會(huì)發(fā)出紅外光譜的波。被認(rèn)為是熱傳感器的紅外傳感器可以檢測(cè)物體的能量輻射。盡管有限的分辨率，紅外傳感器具有檢測(cè)人的能力[ 75，80，132 ]。一方面，它具有通過(guò)霧，煙，白天和黑夜進(jìn)行感應(yīng)的優(yōu)勢(shì)。但是，另一方面，它會(huì)因火焰和任何其他高溫源而變形。此外，它不能很好地通過(guò)厚粉塵[工作75，132 ]。

7.2。超聲波傳感器（美國(guó)）

便宜且簡(jiǎn)單的特點(diǎn)使超聲傳感器可用于各種應(yīng)用。這些傳感器通過(guò)輻射高頻聲波并收集反射波來(lái)檢測(cè)障礙物�？梢酝ㄟ^(guò)考慮飛行時(shí)間技術(shù)來(lái)確定到障礙物的距離。超聲波傳感器是無(wú)人機(jī)技術(shù)中唯一不基于電磁波（EM）的通用傳感器。超聲波傳感器的缺點(diǎn)是檢測(cè)吸聲材料，例如布料。此外，它具有更短的范圍比另一種類型的傳感器[的75，76，80 ]。

7.3。紅綠藍(lán)（RGB）傳感器

RGB攝像頭可用于測(cè)量和地圖繪制，庫(kù)存量計(jì)算，道路交通監(jiān)控，安全監(jiān)控，檢查等。RGB攝像頭是一種可獲取RGB（紅綠藍(lán)）圖像（包括每像素深度報(bào)告）的傳感系統(tǒng)。RGB攝像頭有兩個(gè)積極的音響之一[工作133，134 ]或時(shí)間飛行檢測(cè)在像素[龐大的數(shù)量，創(chuàng)造深度評(píng)測(cè)133 ]。考慮到無(wú)人機(jī)的燃油消耗，需要仔細(xì)選擇相機(jī)。通常，對(duì)于固定翼無(wú)人機(jī)來(lái)說(shuō)，緊湊型相機(jī)是首選，因?yàn)橹匦驮O(shè)備無(wú)法攜帶[ 18 ]。

7.4。立體相機(jī)

立體相機(jī)是一種配備有兩個(gè)或多個(gè)鏡頭以創(chuàng)建3D圖像的相機(jī)，類似于人的視覺(jué)系統(tǒng)。立體相機(jī)能夠通過(guò)其單獨(dú)的圖像傳感器來(lái)顯示三維圖像。在清潔環(huán)境中的高分辨率和準(zhǔn)確性是立體相機(jī)的優(yōu)勢(shì)。但是，由于在這種條件下光波會(huì)失真，因此它在煙霧，霧氣或灰塵中的性能較差[ 80 ]。

7.5。激光測(cè)距儀（LRF）

激光測(cè)距儀（LRF）是昂貴的傳感器，通常用于無(wú)人機(jī)技術(shù)中的障礙物檢測(cè)。在LRF中，激光束會(huì)輻射到障礙物，并且通過(guò)接收反射波并考慮飛行時(shí)間，可以測(cè)量到物體的距離。由于LRF使用光的光波長(zhǎng)，因此不適合霧，煙，灰塵或類似的不利條件[ 80 ]。

7.6。超寬帶雷達(dá)（UWB）

超寬帶雷達(dá)（UWB）的障礙物檢測(cè)是通過(guò)發(fā)射無(wú)線電頻譜中的電磁波來(lái)進(jìn)行的。與US和LRF相似，可以通過(guò)考慮反射波和飛行時(shí)間來(lái)測(cè)量到目標(biāo)的距離。但是，雷達(dá)的無(wú)線電波具有比可見(jiàn)光和紅外線更長(zhǎng)的波長(zhǎng)。因此，無(wú)線電波具有比在塵埃可見(jiàn)光，霧，煙，以及其它不利條件[更好地滲透80，135 ]。

超寬帶雷達(dá)（UWB）具有一些使其適合采礦無(wú)人機(jī)的功能。首先，它有一個(gè)更精確和更高的圖像分辨率相比于像霧，煙，灰塵，雨，雪，氣體惡劣的環(huán)境條件的超聲波傳感器，和氣溶膠[ 77，80，132 ]。其次，UWB使用的低能量通常小于1瓦。這意味著雄蜂電池功率可以保存供其他實(shí)用程序[ 80，136 ]。第三，關(guān)于低頻譜密度，UWB具有與像飛行控制器和遙測(cè)鏈路[其它無(wú)線用途最小干擾80，136]。第四，UWB可以檢測(cè)不同的特征，如墻，邊和角。最后，它可以識(shí)別最近物體的三維坐標(biāo)[ 137 ]。

7.7。高光譜傳感器

最近，輕量高光譜成像（HSI）傳感器正在開(kāi)發(fā)用于無(wú)人駕駛飛機(jī)上[ 138，139，140 ]。大多數(shù)多光譜成像儀（Landsat，SPOT和AVHRR）在幾個(gè)由光譜段分開(kāi)的寬波段上檢測(cè)地球表面物質(zhì)的反射率。換句話說(shuō)，高光譜傳感器將反射輻射評(píng)估為一系列窄且連續(xù)的波段。通常，由高光譜傳感器以10至20 nm的間隔測(cè)量波段[ 141 ]。這些傳感器可以提供傳統(tǒng)方法無(wú)法訪問(wèn)的信息。一般情況下，這種傳感器被廣泛應(yīng)用于地質(zhì)，礦物映射，和勘探[ 140，142，143，144，145 ]。

7.8。磁傳感器

磁傳感器可以對(duì)磁場(chǎng)進(jìn)行精確測(cè)量。此外，磁傳感器評(píng)估干擾，磁場(chǎng)的變化包括通量，強(qiáng)度和方向[ 146 ]。銫磁力計(jì)（例如Scintrex CS-3S1）的正常重量約為0.82千克。應(yīng)當(dāng)注意，為了導(dǎo)出三維磁場(chǎng)梯度，需要四個(gè)磁力計(jì)。這意味著3.28千克將是磁傳感器的總重量。這種傳感器可能在礦物勘探中很有用[ 147 ]。

7.9�？梢�(jiàn)光和近紅外光譜范圍（VNIR

具有電磁頻譜的VNIR傳感器通常更適合安裝在無(wú)人機(jī)上，因?yàn)樗鼈凅w積小且重量輕。間隔約為400納米和1400納米（nm）的波長(zhǎng)稱為電磁光譜的可見(jiàn)光和近紅外（VNIR）部分[ 148 ]。該范圍由完整的可見(jiàn)光譜和紅外光譜的相鄰部分組成，直至間隔1400和1500 nm處的吸水帶[ 149 ]。另外，還有一些定義涵蓋從1400 nm到2500 nm的吸水帶的短波紅外波段[ 149 ]。這些傳感器可用于露天礦的表面濕度[ 150]，尾礦壩，地下空間墻和地面。此外，每種顆粒狀礦物在VNIR光譜中都有特殊的特征[ 151 ]，這對(duì)于配備VNIR傳感器的無(wú)人機(jī)在礦物勘探中具有優(yōu)勢(shì)。

7.10�？諝赓|(zhì)量傳感器

在上述傳感器的頂部，可以將特定傳感器（例如，空氣質(zhì)量，氣體感測(cè)，粉塵監(jiān)測(cè)等）安裝在無(wú)人機(jī)上以執(zhí)行特定任務(wù)。表9顯示了用于空氣質(zhì)量測(cè)試和氣體檢測(cè)的傳感器示例。通常，空氣質(zhì)量傳感器基于光學(xué)，超聲和電化學(xué)傳感元件[ 35 ]。這些傳感器可以親自手持，安裝在車輛上或從地面網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安裝。根據(jù)污染物的類型，釋放時(shí)間和測(cè)量要求，這些傳感器中的許多傳感器都可以安裝在無(wú)人機(jī)上。例如，旋翼無(wú)人機(jī)已用于感測(cè)水蒸氣和CO 2，CH 4 [ 152 ]，乙醇和CH4 [ 96，153 ]，NO 2和NH 3 [ 154，155 ]，CO 2 [ 154，156 ]，SO 2 [ 157 ]。Lega等。使用多旋翼無(wú)人機(jī)以3D方式實(shí)時(shí)可視化空氣污染物[ 158 ]。此外，除了熱紅外圖像外，該平臺(tái)還用于通過(guò)感測(cè)氣體（包括CO，C 6 H 6，NO 2，O 3，SO 2，NOX和PM10）識(shí)別意大利海岸線沿線的污水排放[ 154，158，159 ]。目前，固定翼無(wú)人駕駛飛機(jī)可以流式傳輸?shù)膶?shí)時(shí)監(jiān)控以及供給索引聯(lián)樣品[ 154，158 ]。