電子羅盤作為無人機(jī)產(chǎn)品的重要組成部件,，承載著為無人機(jī)引導(dǎo)絕對方位的功能。對于普通設(shè)計(jì)者而言，經(jīng)常會遇到電子羅盤校正困難，校正需求過于頻繁，動態(tài),、高速運(yùn)行時突發(fā)偏離，以及無論怎么校正電子羅盤都無法正常運(yùn)行的情況。以上故障的發(fā)生,，主要原因是電子羅盤受到了磁場干擾，而針對于這一問題,，全球領(lǐng)先的磁傳感器公司愛盛科技給出了簡單而高效的解決方案,。
目前，愛盛科技旗下3×3mm LGA封裝的地磁傳感器IST8310,，在無人機(jī)市場的市占率超過80%,，市場上能夠看到的大廠的無人機(jī)產(chǎn)品，都采用了愛盛科技的地磁傳感器,，是現(xiàn)今主流無人機(jī)使用地磁傳感器的標(biāo)桿產(chǎn)品,，因此下文提及的無人機(jī)測試樣本，也均為這一型號,。眾所周知,，磁場和距離的多次方成反比，而無人機(jī)內(nèi)部電子羅盤和其余電子元器件距離較近,，因此內(nèi)部系統(tǒng)排布的不合理會導(dǎo)致電子羅盤受到磁場干擾,，而這一情況又往往被設(shè)計(jì)者忽略。為了避免在實(shí)際飛行時因電子羅盤故障而出現(xiàn)墜機(jī)情況,，在無人機(jī)完成硬件打樣或試作后,，無需進(jìn)行實(shí)際飛行，通過測試即可完成對電子羅盤的準(zhǔn)確分析,。在前期測試中,，先用木材、塑料,、泡棉,、鋁材沒有磁場的材料將無人機(jī)固定，值得注意的是,，無人機(jī)最好安裝外殼和旋翼,，這能夠最大程度去模擬真實(shí)飛行時的情況。考慮到無人機(jī)馬達(dá)和電路可能為磁場干擾源,，因此我們需要從I2C接口導(dǎo)出“X軸磁場大小,、Y軸磁場大小、Z軸磁場大小,、油門大小”這幾項(xiàng)數(shù)據(jù)加以儲存并相互對比,，作為后續(xù)分析的重要依據(jù)。
圖1：無人機(jī)內(nèi)部系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理 油門開啟時磁場感應(yīng)規(guī)律且穩(wěn)定
測試過程中,，只需將油門從關(guān)閉調(diào)整到開啟狀態(tài)并逐級推進(jìn),，進(jìn)行幾輪反復(fù)測試，最終將幾輪測試的數(shù)據(jù)匯總到同一時間軸上進(jìn)行展現(xiàn),。由于無人機(jī)已經(jīng)被固定住,，并沒有出現(xiàn)方位的移動，因此理論上無論油門如何調(diào)整,，X,、Y、Z各軸磁場的數(shù)字應(yīng)變化不大,，呈現(xiàn)出區(qū)域平穩(wěn)的態(tài)勢,。但實(shí)際上，由于電子羅盤組件本身及系統(tǒng)都會有噪聲,，因此數(shù)據(jù)線條會有一定程度的上下抖動，但趨勢應(yīng)是不變的,，抖動的幅度越小,，意味著移動路線越穩(wěn)定。同理,，在油門開啟或關(guān)閉時,，實(shí)際也會產(chǎn)生一個突波影響電路，磁場同樣會產(chǎn)生波動,，數(shù)據(jù)線條抖動越小,，也代表電子羅盤放置的位置比較好，系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)比較合理,。如圖1所示,，一個內(nèi)部系統(tǒng)設(shè)計(jì)正確的無人機(jī)，在測試中經(jīng)歷了四次油門變化,，從零加速到100%,，但是指向角度、X軸,、Y軸,、Z軸磁場都沒有強(qiáng)烈波動，只有在油門開啟或關(guān)閉時，數(shù)據(jù)會有些許的波動,。說明在運(yùn)作時電子羅盤不會受到系統(tǒng)內(nèi)的磁場干擾影響,，無人機(jī)將有較好的操控性能。
圖2：無人機(jī)內(nèi)部系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在問題 油門開啟時磁場出現(xiàn)大幅波動
與圖1相反的,，如果無人機(jī)內(nèi)部系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在問題,，采用同樣的測試過程后，得出數(shù)據(jù)圖像會出現(xiàn)明顯的偏離和波動,。如圖2所示,，圖2中下方圖片的藍(lán)線代表著油門力度，橘線代表著無人機(jī)的指向角度,，由于無人機(jī)已經(jīng)被固定,，因此原則上來說指向角度不會因?yàn)橛烷T的增大減小而變化，但從圖2可以看出,，測試中的無人機(jī)指向角度發(fā)生了明顯偏離,，這說明電子羅盤的磁場感應(yīng)出現(xiàn)了變化。在圖2中上方圖片可以更清晰的看到,，藍(lán)線（X軸）,、橘線（Y軸）、黃線（Z軸）出現(xiàn)了不同程度的波動,，并且Z軸的波動最大,，X軸次之。有了這一線索,，就可以進(jìn)一步去分析引起磁場變化的源頭到底在哪里,，測試者如仍有疑問，可訪問愛盛科技官網(wǎng)www.isentek.com,，了解更進(jìn)一步信息,。
經(jīng)過以上的檢測過程，如果設(shè)計(jì)者可以順利找到無人機(jī)內(nèi)部的磁干擾源,，再重復(fù)進(jìn)行一次上述測試,，測試得出的數(shù)據(jù)圖像理應(yīng)與圖1一致，說明無人機(jī)內(nèi)部系統(tǒng)的磁干擾問題已經(jīng)解決,，無人機(jī)電子羅盤能夠在油門變化時穩(wěn)定運(yùn)行,。通過愛盛科技給出的這一解決方案，無人機(jī)無需實(shí)際飛行即可在前期進(jìn)行問題篩查,，既降低了測試門檻,，也避免了因?yàn)殡娮恿_盤無法正常運(yùn)行導(dǎo)致的無人機(jī)失控、墜機(jī)風(fēng)險,，為行業(yè)提供了全新思路,。