陀螺儀的作用_陀螺儀在手機里的作用_陀螺儀在游戲里的作用

　　現(xiàn)在，當我們開啟安兔兔檢測手機硬件的時候，經(jīng)常能發(fā)現(xiàn)在傳感器一欄中有一個叫陀螺儀傳感器的東西。這個東西在手機上主要是用來檢測手機姿態(tài)的，我們玩體感游戲少不了它，一些手機拍照時候的防抖也要用到它。

　　不過，這個看似普及的東西來歷其實非常高大上，它到底是個什么東西呢？我們來看一下。

　　陀螺儀有什么用

　　1.手機陀螺儀是有活動部件的

　　2.硅陀螺會讓一個細微的機械結(jié)構(gòu)使用靜電力驅(qū)動起來。

　　3.振動起來后，如果發(fā)生旋轉(zhuǎn)，會因為柯氏力在正交方向上產(chǎn)生位移，產(chǎn)生電容變化。這個位移與轉(zhuǎn)動角速度成正比。

　　4.檢測這個電容變化，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，經(jīng)過dsp，就可以給ap處理了。

　　手機陀螺儀有什么用

　　現(xiàn)在手機里面的陀螺儀傳感器已經(jīng)進化成一塊小小的芯片了，但是在陀螺儀出現(xiàn)的時候，它確是一個機械裝置。

　　目前，人們普遍認為是1850年法國的物理學家萊昂·傅科（J.Foucault）為了研究地球自轉(zhuǎn)，發(fā)明了陀螺儀。那個時代的陀螺儀可以理解成把一個高速旋轉(zhuǎn)的陀螺放到一個萬向支架上面，這樣因為陀螺在高速旋轉(zhuǎn)時保持穩(wěn)定，人們就可以通過陀螺的方向來辨認方向，確定姿態(tài)，計算角速度。

　　萬向支架可以保證無論怎么轉(zhuǎn)動，陀螺都不會倒，萬向支架這個東西最早可以追溯到中國幾千年前的香爐。就是這個家伙

　　陀螺儀發(fā)明以后，首先被用在航海上（當年還沒有發(fā)明飛機），后來被用在航空上。因為飛機飛在空中，是無法像地面一樣靠肉眼辨認方向的，而飛行中方向都看不清楚危險性極高，所以陀螺儀迅速得到了應用，成為飛行儀表的核心。

　　到了第二次世界大戰(zhàn)，各個國家都玩命的制造新式武器，德國人搞了飛彈去炸英國，這是今天導彈的雛形。從德國飛到英國，千里迢迢怎么讓飛彈能飛到，還能落到目標呢？

　　于是，德國人搞出來慣性制導系統(tǒng)。慣性制導系統(tǒng)采用用陀螺儀確定方向和角速度，用加速度計測試加速度，然后通過數(shù)學計算，就可以算出飛彈飛行的距離和路線，然后控制飛行姿態(tài)，爭取讓飛彈落到想去的地方。二戰(zhàn)時候，計算機也好，儀器也好，精度都是不太夠的，所以德國的飛彈偏差很大，想要炸倫敦，結(jié)果炸得到處都是，頗讓英國人恐慌了一陣。

　　不過，從此以后，以陀螺儀為核心的慣性制導系統(tǒng)就被廣泛應用于航空航天，今天的導彈里面依然有這套東西，而隨著需求的刺激，陀螺儀也在不斷進化。

　　陀螺儀的進化

　　最早的陀螺儀都是機械式的，里面真有高速旋轉(zhuǎn)的陀螺，而機械的東西對加工精度有很高的要求，還怕震動，因此機械陀螺儀為基礎的導航系統(tǒng)精度一直都不太高。

　　于是，人們開始尋找更好的辦法，利用物理學上的進步，發(fā)展出激光陀螺儀，光纖陀螺儀，以及微機電陀螺儀（MEMS）。

　　這些東西雖然還叫陀螺儀，但是它們的原理和傳統(tǒng)的機械陀螺儀已經(jīng)完全是兩碼事了。

　　光纖陀螺儀利用的是薩格納克（Sagnac）效應，通過光傳播的特性，測量光程差計算出旋轉(zhuǎn)的角速度，起到陀螺儀的作用，替代陀螺儀的功能。

　　激光陀螺儀也是通過算光程差計算角速度，替代陀螺儀。

　　微機電陀螺儀則是利用物理學的科里奧利力，在內(nèi)部產(chǎn)生微小的電容變化，然后測量電容，計算出角速度，替代陀螺儀。

　　iPhone和我們的智能手機里面所用的陀螺儀，就是微機電陀螺儀（MEMS）。

　　目前，傳統(tǒng)上的機械陀螺儀正在被淘汰，有高精度需求的地方用的是激光陀螺儀，而普及方面則是微機電陀螺儀。

　　因為微機電陀螺儀（MEMS）屬于微電子產(chǎn)品，發(fā)展迅速，而且成本越來越低，所以用途越來越廣。我們的智能手機因為有檢測動態(tài)的需求，于是就用上了微機電陀螺儀（MEMS）。

　　無處不在的陀螺儀

　　本來陀螺儀是高大上的存在，但是因為微機電陀螺儀（MEMS）的出現(xiàn)，低成本的陀螺儀可以用在很多領(lǐng)域。

　　除了我們熟悉的智能手機以外，汽車上也用了很多微機電陀螺儀，在高檔汽車中，大約采用25至40只MEMS傳感器，用來檢測汽車不同部位的工作狀態(tài)，給行車電腦提供信息，讓用戶更好的控制汽車。

　　而在游戲機里面，各種體感操作功能的背后都是微機電陀螺儀（MEMS）。

　　在無人機、穿戴式設備，物聯(lián)網(wǎng)，甚至現(xiàn)在熱炒的工業(yè)4.0，互聯(lián)網(wǎng)+上面，同樣離不開它，只要是需要檢測運動狀態(tài)的地方，就有微機電陀螺儀（MEMS）。

　　165年前，萊昂·傅科發(fā)明陀螺儀是為了科學研究。如今，這個小東西卻讓我們的生活有了翻天覆地的改變，如果沒有它，就沒有飛機，沒有火箭，沒有現(xiàn)代生活，這恐怕是他的發(fā)明者都沒有想到的。小小的陀螺儀，讓我們的世界變得更美好。

　　游戲陀螺儀有什么用

　　陀螺儀實際上等效于三個角度傳感器，內(nèi)部通過MEMS工藝做出了一個參考坐標系，當芯片的坐標相對參考坐標發(fā)生旋轉(zhuǎn)時，芯片會讀出這個差異。因此，測量XYZ軸線的傾角變得可以實現(xiàn)。

　　比如賽車類，左右扭動手機可以改變方向，極品飛車等。食人鯊中，通過各種方向扭動手機控制鯊魚上升，下降，前進，后退等動作。