陀螺仪、加速度计和磁力计有什么区别?

电器工程 传感器 加速度计 陀螺仪 伊穆 罗盘
2022-01-09 04:28:31

三轴陀螺仪、三轴加速度计和三轴磁力计有什么区别?这些传感器如何工作?为什么所有 3 都用于智能手机、平板电脑、四轴飞行器等设备?

1个回答

它们是用于确定位置和方向的三个传感器,但它们测量不同的事物。

  • 磁力计测量磁场。因为地球有很大的磁场,磁力计可以用作指南针。因此,确定NESW 平面中的绝对方向非常有用。
  • 加速度计测量加速度。这对于测量速度变化(直接,因为加速度是速度的一阶时间导数)和位置变化(通过积分信号)很有用。它们通常用于测量小的运动。另请注意,重力的作用类似于向上的连续加速度(通过爱因斯坦的等效原理),因此多轴加速度计也可以用作UP-DOWN 平面中的绝对方向传感器
  • 陀螺仪测量方向的变化(常规陀螺或积分率陀螺)或旋转速度的变化 (速率陀螺)。

这些传感器组合在一起的原因是因为它们擅长不同的事情。例如,对于方向,磁力计在快速移动时精度较差,但随着时间的推移几乎为零漂移。另一方面,使用陀螺仪的积分方案对变化做出快速准确的反应,但随着时间的推移会累积巨大的误差。它还需要从已知方向开始,因为它只对变化做出反应。

将这些传感器的输入结合起来,可以快速准确地确定位置和方向,并且随时间的漂移量很小。

这些传感器一起也被称为惯性测量单元或 IMU。您可以在该术语的 wikipedia 页面上找到更多信息请注意,当您添加磁力计时,严格来说该单位并不是纯惯性的,但这种命名法被广泛使用。