【应用】你的航拍够清晰吗？三轴霍尔传感器在无人机云台中的应用
【摘要】云台的每个转动部分空间都非常小，因此对于角度传感器与电机旋转轴的相对位置要求非常灵活。鉴于市面上的其他角度传感器存在检查不准确等弊端，本文介绍了采用MELEXIS推出的可以任意放置的角度传感器MLX90365的无人机云台应用。
现在说到无人机，基本上都与航拍划上等号了。既然要把相机、摄像机带到空中，无人机机身的晃动震动自然会影响到拍摄，这时就需要航拍云台了。无人机云台分为固定云台、电动云台和手持云台三种。用来固定及控制摄像头的电动云台主要又有两轴、三轴两种方式，其中三轴电动云台对无人机在前进、后退时等飞机姿态的变化能进行影像稳定弥补，保证画面稳定清晰，目前广泛应用在大疆等知名品牌无人机中。
三轴稳定云台涵盖了空间外环框架、中环框架和内环框架三个转动自由度。一般内环框架和中环框架对应无人机的仰俯运动和偏航运动，外环框架对应滚动运动。无人机机载相机安装在内环的中心平台上，无人机飞行过程中，由于该平台包括有三个方位的转动自由度，从而能够保证无人机机载相机与无人机的运动很好的隔离，下图是无人机三轴稳定云台的结构示意图。
三轴稳定云台的核心器件为旋转角度传感器，通过检测三个轴的旋转角度来控制相应的BLDC进行动作。由图1可见云台的每个转动部分空间都非常小，因此对于角度传感器与电机旋转轴的相对位置要求非常灵活。但目前市面上的绝大多数的角度传感器存在结构灵活就会导致非线性误差增大，检测角度不准确等问题。如此一来就无法保证无人机拍摄图像的清晰度。鉴于此，在无人机云台应用中推荐采用世强代理的Melexis公司推出的一款磁铁与霍尔芯片结合的可以任意放置的角度传感器MLX90365。
MLX90365三轴霍尔传感器采用了IMC（集磁片）技术，可以检测XYZ三个不同方向的磁场。磁铁与霍尔芯片相对位置确定后，只需要配置传感器内部EEPROM的MAPXYZ参数即可实现对应的角度检测。在设计过程中，可以任意将MLX90365放置在磁铁的轴末端或侧边，再通过后端的17点校准，使其输出的曲线非常平滑。因此在无人机云台的实际应用中可以根据不同的设计结构要求非常灵活地来选择合适的检测方式。
MLX90365具有12位的分辨率，完全可编程传输功能、选择模拟和脉冲宽度调制（PWM）输出模式、开路/短路诊断和车载诊断。由于采用了Triaxis技术，该装置能够测量三维空间的磁场特性，同时采用了复杂算法，从而达到了低信噪比和高精确度的效果。高精度的稳定云台能够有效隔离载体的扰动，保持机载相机视轴的稳定，在获取高质量的低空遥感影像上发挥着重要作用。
为了便于工程师们参考使用，先就MLX90365整体的特点和优势做简单的介绍：
• 绝对旋转和线性位置传感集成电路
• Triaxis专利霍尔技术
• 简单的磁性设计
• 可编程转移特性
• 可选输出模式
• 12位分辨率，10位热精确性
• 开路/短路诊断
• 车载诊断
• 过压保护
• 低压保护
• 48位识别码
• 自动温度范围
• AEC-Q100认证
• 单路－SOIC-8封装，符合RoHS 标准
• 双路（完全冗余）－TSSOP-16封装，符合RoHS 标准
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