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加速度計整合陀螺儀提升應(yīng)用價值
來源:賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2013/5/10

  加速度計,可以測量加速度,包括重力加速度,于是在靜止或勻速運(yùn)動(勻速直線運(yùn)動)的時候,加速度計僅僅測量的是重力加速度,而重力加速度與剛才所說的R坐標(biāo)系(絕對坐標(biāo)系) 是固連的,通過這種關(guān)系,可以得到加速度計所在平面與地面的角度關(guān)系也就是橫滾角和俯仰角。

  所謂的陀螺儀,簡言之即為可測量沿著一個軸、或多軸運(yùn)動的角速度動態(tài)數(shù)據(jù),基本上陀螺儀的使用是用來補(bǔ)充MEMS加速計設(shè)計方案、提升動態(tài)感測精度的輔助強(qiáng)化組件,透過加速度感器測搭配角速度的實時參照,可以讓操作系統(tǒng)獲得更精確的動作感測數(shù)據(jù)。

  目前多數(shù)以加速度計搭配陀螺儀通常經(jīng)過整合設(shè)計、來建構(gòu)可進(jìn)行動態(tài)追蹤與捕捉3D空間的完整運(yùn)動軌跡。以現(xiàn)有的MEMS陀螺儀為例,MEMS陀螺儀(Gyroscope)又名角速度計,其實MEMS陀螺儀的核心組件,是一組經(jīng)過硅制程的微加工機(jī)械組合,在硅結(jié)構(gòu)設(shè)計上為參照一組如同音叉機(jī)制的運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu),其應(yīng)用裝置的角速度感測,其工作原理為由相互正交之振動與轉(zhuǎn)動導(dǎo)致的交變科里奧利力,至于振動的物體由柔軟之彈性結(jié)構(gòu)懸掛于基座上,MEMS陀螺儀整體動力學(xué)系統(tǒng),是由2D彈性阻尼系統(tǒng)整合,系統(tǒng)中的振動和轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的科里奧利力將角速度之能量轉(zhuǎn)移至傳感模式,角速率轉(zhuǎn)換為特定感應(yīng)結(jié)構(gòu)的直向位移,透過MEMS的結(jié)構(gòu)進(jìn)而取得變化量的感測信息。

  至于陀螺儀與加速計最大的不同是,陀螺儀的量測數(shù)據(jù)較偏向斜度、偏航等動態(tài)信息,反而與重力、線性動作感測數(shù)據(jù)較無關(guān),陀螺儀多在偵測物體水平改變狀態(tài)時較能達(dá)到效用,無法如加速度計對于物體移動或移動動能具較高的感測能力。相反的,加速度計可在偵測物體移動狀態(tài)具較高實用效益,但卻無法感測物體的小幅角度改變。因而將加速度計與陀螺儀整合,即可讓動態(tài)感測系統(tǒng)同時具備直向速度與轉(zhuǎn)動數(shù)據(jù)的感測信息,讓動態(tài)感測系統(tǒng)的偵測范圍更全面、完整。

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