根據(jù)陀螺力學原理制作而成的陀螺儀被廣泛應用于科研、軍事和民用領域。比如:回轉(zhuǎn)羅盤、定向指示儀、炮彈的翻轉(zhuǎn)、陀螺的章動、地球在太陽(月球)引力 矩作用下的旋進(歲差)等。陀螺儀的種類很多,按用。途來分,它可以分為傳感陀螺儀和指示陀螺儀。傳感陀螺儀用于飛行體運動的自動控制系統(tǒng)中,作為水平、 垂直、俯仰、航向和角速度傳感器。指示陀螺儀主要用于飛行狀態(tài)的指示,作為駕駛和領航儀表使用。利用陀螺儀的動力學特性制成的各種儀表或裝置,主要有以下 幾種:陀螺方向儀、陀螺羅盤、陀螺垂直儀、陀螺穩(wěn)定器、光纖陀螺儀、激光陀螺儀。MEMS陀螺儀等。
廣泛使用的MEMS陀螺(微機械)可應用于航空、航天、航海、兵器、汽車、生物醫(yī)學、環(huán)境監(jiān)控等領域。MEMS陀螺相比傳統(tǒng)的陀螺有明顯的優(yōu)勢:體積小、重量輕;低成本;高可靠性;低功耗;大量程,易于數(shù)字化、智能化。
陀螺儀比較
美國ADI公司:Analog Devices, Inc. ,全球領先的高性能信號處理解決方案供應商,MEMS陀螺儀的代表。ADI公司一直是MEMS創(chuàng)新產(chǎn)品的領導者,提供全面的慣性檢測解決方案,包括備受贊 譽的iMEMS加速度計和陀螺儀、iSensor™智能傳感器以及慣性測量單元(IMU)等。對比而言,該公司出品的MEMS具有體積小、重量輕、成本 低、可靠性高、易于批量生產(chǎn)、智能化高等特點。
俄羅斯FIZOPTIKA公司:MEMS陀螺儀的代表,出品的高性能光纖陀螺儀產(chǎn)品。其出品的光纖陀螺儀主要用于精確的角速度測量。具有功耗低、精度高等顯著特點,并可應用于溫度變化大、振動沖擊大等惡劣環(huán)境。提供模擬、數(shù)字輸出型號供選擇。
挪威的Sensonor公司:高精度MEMS技術(shù)領域的全球領導者,為惡劣的環(huán)境設計和生產(chǎn)高級的綜合性陀螺儀和壓力傳感器。率先為汽車市場推出了 MEMS加速儀和陀螺儀,并且成為了輪胎壓力傳感器的領先供應商。1月21日,挪威Sensonor公司官網(wǎng)也對外發(fā)布公告稱,Sensonor和北斗星 通已經(jīng)達成協(xié)議,將通過緊密合作開展慣性導航傳感器在中國市場的應用。
日本EPSON公司:2013年11月開始發(fā)售新XV4001系列高精度陀螺儀傳感器產(chǎn)品樣品。新款傳感器專為汽車導航系統(tǒng)而設計,可適用SPI或 I2C*1數(shù)字輸出接口。2014年6月,同國內(nèi)最大的獨立車載導航軟件提供商美行科技達成戰(zhàn)略合作協(xié)議,雙方將共同研發(fā)新一代高精度慣性導航系統(tǒng)。
高逼格的陀螺儀應用
大疆飛行器
大疆Phantom 2 vision+的升級最大亮點在于它改進了vision的單軸云臺,全新搭載的三向陀螺儀云臺可以說是質(zhì)的飛越,新型云臺能夠提供6個方向的防抖保護。而 新一代的Phantom3四軸飛行器,加入來自Inspire 1的視覺定位系統(tǒng)Visual Positioning System(VPS),以此解決在GPS信號不好的地點(比如室內(nèi)),飛行穩(wěn)定輔助無法工作帶來的弊端,尤其是對于Phantom系列所面向的更為大眾 化的非專業(yè)消費人群,VPS讓室內(nèi)的平穩(wěn)飛行和低空精確定位懸停變得更加容易。
中高端智能手機
iPhone,以及三星、華為、小米、魅族等品牌旗下的中高端品牌手機都已經(jīng)配備陀螺儀??梢詫崿F(xiàn)GPS的慣性導航:當汽車行駛到隧道或城市高大建筑 物附近,沒有GPS 訊號時,可以通過陀螺儀來測量汽車的偏航或直線運動位移,從而繼續(xù)導航??梢院褪謾C上的攝像頭配合使用,比如防抖,在拍照時的維持圖像的穩(wěn)定,防止由于手 的抖動對拍照質(zhì)量的影響。作為手機游戲傳感器等等。
已經(jīng)成為日常主要拍照設備的手機都很少有帶光學防抖,只有蘋果、HTC、三星等幾家廠商敢做,小米也只是在最新的小米Note上使用了光學防抖。不過對于手機拍照來說,大多數(shù)場景其實用不著光學防抖,畢竟加上光學防抖,成本也就直線上升了。
運動相機
不管是GoPro運動相機,還是小米運動相機,都離不開陀螺儀的應用。但光有陀螺儀是不夠的,GoPro還采用了光學防抖。目前,大部分運動相機都不 帶光學防抖,主要采用電子防抖,后者的方案已經(jīng)集成在硬件、軟件中,既省錢又省事。而采用光學防抖,產(chǎn)品價格無疑會大幅提升。光學防抖并不是你有錢任性就 能做,背后還需要強大的技術(shù)支持。
光學防抖的原理就是通過鏡頭內(nèi)的陀螺儀偵測到相機微小的移動,將信號傳至微處理器,計算出需要補償?shù)奈灰屏?,然后通過補償鏡片組,根據(jù)鏡頭的抖動方向 及位移量加以補償,從而有效的克服因相機的振動產(chǎn)生的影像模糊。就光學防抖來說,小蟻運動相機不具備光學防抖的功能,在拍攝一些劇烈運動的畫面是,成像效 果不如GoPro。
谷歌眼鏡
通過谷歌眼鏡內(nèi)置的加速度計、陀螺儀和相機傳感器,可以捕捉當你一動不動時那些非常、非常細微的動作,科研機構(gòu)可以使用信號處理算法來提取想要的參數(shù),直接將谷歌眼鏡變?yōu)榻】祩鞲衅鳌?/p>