基于Pixart PMW3901的光学流量感测器之飞行器应用方案

无人机稳定机制

PMW3901是一种光流感测器,用于计算内部流量变化,并提供每个针帧之间的像素差异,原理类似我们常使用的鼠标原理一样,但需要在高度80 mm以上到无限大之间的操作范围。 

原相的光学动态追踪(Optical Motion Tracking / OMT)技术可提供无人机应用中的长距离 (far field) 追踪。这种技术可在低光环境中回传移动物体的 x 轴及 y 轴动态资讯,并持续以高帧率进行同步作业,可有效应用在无人机的稳定功能上。 

一般广泛应用于无人机上的陀螺仪可透过物体的加速度和倾斜角度来精准侦测物体动态,但在速度没有变的情况下,针对强风或引擎失效带来的飘移极可能侦测失准。在这种情况下,纵使速度维持一致仍可进行精密侦测的光学动态追踪(OMT) 感测器,便显得举足轻重。 

OMT 感测产品拥有小巧且低功耗的设计,但在性能上绝不妥协。每个 OMT 感测器都使用高帧率来进行快速且精确的追踪,其最高速度可达 7.4 rad / s,并且可支援 80mm 到无限远的范围。它的内建的振荡器(oscillator)无需进行时脉输入(no clock input),且镜头安装过程中也不需进行镜头对焦,可让客户的开发过程轻松许多。


  • MoTor连接PC时的操作画面

No.

Item

Type

Description

(1)

Accum X & Y

Input

显示从PMW3901回报的 X & Y 计数值

(2)

Mouse Emulation

Selection

启用鼠标模拟。在此模式下PMW3901模拟鼠标移动

(3)

Connect /Disconnect

Button

连接或断开模组

(4)

More >>

Button

在MoTor中显示或增加附加功能。

(5)

Reset

Button

重开PMW3901并重新初始化寄存器设置

(6)

Terminal

Button

启动命令终端窗口以进行替代寄存器读取和写入

(7)

Register

Button

启动寄存器设置位址

(8)

Connect /Disconnect

Button

连接或断开PMW3901


可以借由MoTor在PC上观察X-Y值偏移的状态,再导入无人机Host端借由SPI 界面传输,由MCU内部算法来修正风量所造成相位的改变,进而达到无人机悬停的效果。

  • X-Y偏移量读取的方式与语法流程
void ReadMotion(bool forceReport)
{
int i = 0, j = 0;
unsigned char f;
bool report = false;

if (IS_BIT_CLEAR(MCU_CONFIG[0],CONFIG_00_DISABLE_MOTION_REPORT) && !bStopReadMotion)
{
// 检查Motion Bit是否成立
MotionData.d[i++] = RegRead_tsrw_tsrr(0x02);
if (IS_BIT_CLEAR(MotionData.burst.motion , BIT7) && !forceReport)
{
return;
}
// 读取检测状态
MotionData.d[i++] = RegRead_tsrw_tsrr(0x15);
// 读取累积向量位移的资料
for (; i < MOTION_BURST_SIZE; i++)
{
//感测器将开始累积位移计数
MotionData.d[i] = RegRead_tsrw_tsrr(i+1);
}​



  • PMW3901搭载到ARDUINO UNO R3连接方式

场景应用图

sceneryUrl

展示版照片

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方案方块图

funcUrl

核心技术优势

 可依照感测器的位移,提供 x 座标和 y 座标的资讯  可支援 80mm 至无限远的广泛工作距离  可于低照度环境下 (>60 lux) 进行侦测  在运行模式下,仅使用极低的 6mA 耗电量  镜头的安装过程中,无需进行对焦  速度最高可达每秒 7.4 rad  具有内建的振荡器,故不需进行时脉输入 (clock input)  可与原相的 L214-ZSZ 光学镜头搭配使用,以获取最佳性能

方案规格

 封装类别:28-pin QFN  封装尺寸 (mm) :6*6*3.08  耗电功率:@run mode 6mA  操作范围 (mm) :80 up to infinity  低亮度的性能需求 (lux) :>60  最大速率:7.4 rad/s  操作视野:42 度

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