冷知識轟趴：加速度計與陀螺儀
文章分類: 電腦周邊
[撰文：龔獨牲]
隨著由iPhone掀起的智慧型手機狂熱，也連帶炒熱陀螺儀（Gyroscope）跟加速度計在手機上的應用，許多小遊戲以及Wii都是藉由這兩項微機電（MEMS）產物營造體感遊戲（Wii：對不起我只有加速度計Orz) 。有些人看到微機電產品會誤以為這個是純電子的產品，實際上微機電產品都是帶有一半物理裝置設計的產品，而微機電感測器是透過物理發生的類比效果轉換成數位訊號。
加速度計顧名思義就是偵測物品的加速度，比較多廠商採用的方式是在封裝內配置兩個電容點，並且在中間使用一個可導電並且可晃動的物質，並且透過偵測導電物質移動改變兩個電容點的電壓，藉此計算感測器的移動狀態。
陀螺儀又名角速度計，多數的方案是透過一個不斷旋轉的陀螺，當感測器晃動時，會改變陀螺的水平，並且改變周遭的電壓，進而計算出物體移動的角度。
兩者看起來很接近，不過加速度計只能偵測物體的移動行為，並不具備精確偵測物體角度改變的能力，陀螺儀可以偵測物體水平改變的狀態，但無法計算物體移動的激烈程度。
用簡單的例子就是eeeStick(Wii：對不起我沒有陀螺儀），例如玩平衡木遊戲，當搖桿向前傾斜時，陀螺儀用來計算搖桿傾斜的角度，三軸加速度計可以偵測搖桿晃動的劇烈程度以及搖桿是否持續朝斜下方，加速度計跟陀螺儀大概就是這個樣子嚕～
加速度計顧名思義就是偵測物品的加速度，比較多廠商採用的方式是在封裝內配置兩個電容點，並且在中間使用一個可導電並且可晃動的物質，並且透過偵測導電物質移動改變兩個電容點的電壓，藉此計算感測器的移動狀態。
陀螺儀又名角速度計，多數的方案是透過一個不斷旋轉的陀螺，當感測器晃動時，會改變陀螺的水平，並且改變周遭的電壓，進而計算出物體移動的角度。
兩者看起來很接近，不過加速度計只能偵測物體的移動行為，並不具備精確偵測物體角度改變的能力，陀螺儀可以偵測物體水平改變的狀態，但無法計算物體移動的激烈程度。
用簡單的例子就是eeeStick(Wii：對不起我沒有陀螺儀），例如玩平衡木遊戲，當搖桿向前傾斜時，陀螺儀用來計算搖桿傾斜的角度，三軸加速度計可以偵測搖桿晃動的劇烈程度以及搖桿是否持續朝斜下方，加速度計跟陀螺儀大概就是這個樣子嚕～
讀者回應 (第 1 頁 / 共 1 頁)
XianYu @ Nov 8th 2009 3:49PM
wii remote 加了那個裝置之後就有了吧?
motion?忘記名字了XD
counterspade @ Nov 8th 2009 8:16PM
Wii MotionPlus
X301 @ Nov 8th 2009 3:52PM
加速度計與陀螺儀, THAT IS CALL IMU
paz @ Nov 8th 2009 4:03PM
MEMS gyro通常是利用Coriolis effect實踐出來的。wiki有不錯的介紹。
Accelerometer偵測物體所感受到的加速度，包含重力加速度在內。由於在地球上重力加速度隨時存在，並且可視為恆定，因此根據3 axis accelerometer之數據，在靜止狀態下可估計自身姿態的改變，通常是指相對於地心垂直線的夾角。一些比較好的，像是ADI的，可以測到0.1度。
MEMS Gyroscope，或是說，你有可能買到的gyro，輸出都是angular rate gyro，意思是輸出是角速度，而非角度，例如 2mV/deg/sec。根據這些gyro，我們不知道物體當時的絕對角度 (這是指相對於地心垂直線)，但我們可知道物體旋轉的劇烈程度。例如dual axis mems gyro放在相機內，可偵測手部搖晃程度，作為抗手震補償之依據。
目前全世界作mems gyro最成功的是Invensense，他們的產能被任天堂包下很大一部份。
SAN @ Nov 9th 2009 4:52PM
>> 靜止狀態下可估計自身姿態的改變，通常是指相對於地心垂直線的夾角。
可以請問這要怎麼算嗎?
不過閣下的對於角速度計和加速度計的說法和J Chiang的文章似乎正好相反?
XianYu @ Nov 8th 2009 4:31PM
我覺得光這樣說明的話,不懂的人,可能還是不懂.
來點圖,跟歷史吧~!!!
角速度儀,比較不懂,但感覺概念跟加速度儀用類似的概念測量的吧?
聽說飛機上用的是光學陀螺儀?可以說明一下嗎?
蜥蜴 @ Nov 13th 2009 11:05AM
沒記錯的話
光學陀螺儀是一個陀螺利用電磁力旋轉，利用雷射光打在陀螺上面來測量進動的變化來判斷飛機的姿態
XianYu @ Nov 13th 2009 5:02PM
原來如此!感謝指教!!
那旋轉的陀螺不知道是怎樣的方式來旋轉的?
ATand @ Nov 8th 2009 5:21PM
陀螺儀算是國防科技的產物，基本上有簡單的陀螺儀分析系統就可以做導彈。
學機械的多半會知道陀螺儀原理是什麼，上課在混的不在此列。
tuba0525 @ Nov 8th 2009 11:12PM
可是說實在的
這邊內容對不懂得來說太抽象了
懂一點點的還能了解
還是ＰＯ點圖
大家會比較容易想像
tingiliao @ Nov 8th 2009 8:09PM
GPS車機很多都有陀螺儀不是嗎? 拿eeeStick來比喻比較沒人知道那是什麼吧 ~"~
Sensing Device @ Nov 9th 2009 1:20AM
GPS車機是用在DR的function, eeestick裡面的確有用到Gyro 跟 G-sensor
其實比較恰當的說法 應該是角速度感測器 ,100dps,300dps,600dps,1500dps均有人使用