三種傳感器

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　　加速傳感器是測(cè)量空間中各方向加速度的。它利用一個(gè)“重力塊”的慣性，傳感器在運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，“重力塊”會(huì)對(duì)X、Y、Z方向(前后左右上下)產(chǎn)生壓力，再利用一種壓電晶體，把這種壓力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，隨著運(yùn)動(dòng)的變化，各方向壓力不同，電信號(hào)也在變化，從而判斷手機(jī)的加速方向和速度大小。比如你突然把手機(jī)往前推，傳感器就知道你是在向前加速了。

　　②陀螺儀

　　陀螺儀是一種用于測(cè)量角度以及維持方向的設(shè)備，在飛行游戲，體育類游戲和第一視角類射擊等游戲中，可以完整監(jiān)測(cè)游戲者手的位移，從而實(shí)現(xiàn)各種游戲操作效果。下圖是一個(gè)最基礎(chǔ)的機(jī)械陀螺儀模型，中間金色的轉(zhuǎn)子在整個(gè)儀器的運(yùn)動(dòng)中，它因?yàn)閼T性作用不受影響，而周邊三個(gè)“鋼圈”則會(huì)因?yàn)樵O(shè)備改變姿態(tài)而改變，通過這樣來(lái)檢測(cè)設(shè)備當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。

　　其實(shí)，在我們的手機(jī)等電子產(chǎn)品中的陀螺儀并不長(zhǎng)這個(gè)樣子。它和加速傳感器一樣也是一個(gè)微電子元件，利用科里奧利力，通過連續(xù)震動(dòng)的振子在旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)偏移，改變電路狀態(tài)，引起相關(guān)電參數(shù)的變化，從而可以反映出左右傾斜、前后傾斜和左右搖擺等運(yùn)動(dòng)情況。

　　什么是科里奧利力?假設(shè)在一個(gè)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤中央O點(diǎn)有個(gè)運(yùn)動(dòng)員(O點(diǎn)不動(dòng))，要把籃球傳給站在邊緣A點(diǎn)的另一個(gè)運(yùn)動(dòng)員，當(dāng)他沿OA直線方向投球后，A點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)員會(huì)發(fā)現(xiàn)籃球向右偏轉(zhuǎn)，最終落在A'點(diǎn)。以轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤為參照系，籃球仿佛受到一股向右的力，從而發(fā)生偏移，這個(gè)力就稱為科里奧利力。

　　③電子羅盤(地磁傳感器、地磁計(jì))

　　利用加速傳感器和陀螺儀，基本可以描述設(shè)備的完整運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。但是隨著長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)，也會(huì)產(chǎn)生累計(jì)偏差，不能準(zhǔn)確描述運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，比如操控畫面發(fā)生傾斜。電子羅盤(地磁傳感器)利用測(cè)量地球磁場(chǎng)，通過絕對(duì)指向功能進(jìn)行修正補(bǔ)償，可以有效解決累計(jì)偏差，從而修正人體的運(yùn)動(dòng)方向、姿態(tài)角度、運(yùn)動(dòng)力度和速度等。

　　三軸傳感器

　　①三軸陀螺儀

　　三軸陀螺儀:同時(shí)測(cè)定6個(gè)方向的位置，移動(dòng)軌跡，加速。單軸的只能測(cè)量?jī)蓚€(gè)方向的量，也就是一個(gè)系統(tǒng)需要三個(gè)陀螺儀，而3軸的一個(gè)就能替代三個(gè)單軸的。

　　優(yōu)點(diǎn)：三軸陀螺儀體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性好、更靈敏、更準(zhǔn)確。

　　②三軸加速度計(jì)

　　三軸加速度計(jì)是基于加速度的基本原理去實(shí)現(xiàn)工作的，加速度是個(gè)空間矢量，一方面，要準(zhǔn)確了解物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，必須測(cè)得其三個(gè)坐標(biāo)軸上的分量;另一方面，在預(yù)先不知道物體運(yùn)動(dòng)方向的場(chǎng)合下，只有應(yīng)用三軸加速度傳感器來(lái)檢測(cè)加速度信號(hào)。由于三軸加速度傳感器也是基于重力原理的，因此用三軸加速度傳感器可以實(shí)現(xiàn)雙軸正負(fù)90度或雙軸0-360度的傾角，通過校正后期精度要高于雙軸加速度傳感器大于測(cè)量角度為60度的情況。

　　優(yōu)點(diǎn)：三軸加速度傳感器的好處就是在預(yù)先不知道物體運(yùn)動(dòng)方向的場(chǎng)合下，只有應(yīng)用三維加速度傳感器來(lái)檢測(cè)加速度信號(hào)。三維加速度傳感器具有體積小和重量輕特點(diǎn)，可以測(cè)量空間加速度，能夠全面準(zhǔn)確反映物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。

　　③三軸地磁計(jì)

　　三軸地磁計(jì)，又稱電子羅盤，在無(wú)人機(jī)、智能手表、導(dǎo)航設(shè)備中廣泛普及和應(yīng)用。針對(duì)需要偵測(cè)物體運(yùn)動(dòng)變化情況，三軸磁傳感器承載著至關(guān)重要的絕對(duì)指向作用，為穩(wěn)定飛行、輔助導(dǎo)航等多樣化功能保駕護(hù)航。也正如此，三軸磁傳感器的可靠性是這些裝置穩(wěn)定運(yùn)作的基石。

　　六軸傳感器

　　六軸傳感器通常指的是三軸陀螺儀+三軸加速度計(jì)。

　　九軸傳感器

　　九軸傳感器通常指的是三軸陀螺儀+三軸加速度計(jì)+三軸地磁計(jì)，也有六軸加速度傳感器+三軸陀螺儀的，也有六軸陀螺儀+三軸加速度計(jì)的。

　　所謂九軸傳感器，其實(shí)三種傳感器的組合：3軸加速傳感器、3軸陀螺儀和3軸電子羅盤(地磁傳感器)。三個(gè)部分作用不同，相互配合，是我們手機(jī)、平板電腦、游戲機(jī)等電子產(chǎn)品中常用的運(yùn)動(dòng)感測(cè)追蹤元件，應(yīng)用于各類軟件、游戲中的交互控制。

　　九軸傳感器作為集成化傳感器模塊，減少了電路板和整體空間，更適合用在輕巧便攜的電子設(shè)備和可穿戴產(chǎn)品中。集成化傳感器的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度除了器件本身的精度外，還涉及到焊接裝配后的矯正，以及針對(duì)不同應(yīng)用的配套算法。合適的算法可以將來(lái)自多種傳感器的數(shù)據(jù)融合，彌補(bǔ)了單個(gè)傳感器在計(jì)算準(zhǔn)確的位置和方向時(shí)的不足，從而實(shí)現(xiàn)高精度的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)。