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六轴传感器

六轴传感器

三轴加速器就是感应XYZ(立体空间三个方向,前后左右上下)轴向上的加速,比如你突然把psp2往前推,psp2就知道你是在向前加速了,从而实现类似赛车加速的操作。Axisaccelerator
三轴陀螺仪是分别感应Roll(左右倾斜)、Pitch(前后倾斜)、Yaw(左右摇摆)的全方位动态信息。


总之三轴加速器是检测横向加速的,三轴陀螺仪是检测角度旋转和平衡的,合在一起称为六轴传感器。3DS、iphone上都有这个功能,不过支持此功能的游戏并不多。gyroscope


三轴电子罗盘,其实就是数字指南针,在对方向作出检测的同时也进行了一些倾角补偿和温度补偿,简言之就是检测方向用的。compass

电子罗盘定义:
一个传统的电子罗盘系统
至少需要一个三轴的磁力计以测量磁场数据一个三轴加速计以测量罗盘倾角
通过信号条理和数据采集部分将三维空间中的重力分布和磁场数据传送给处理器
处理器
通过磁场数据计算出方位角
通过重力数据进行倾斜补偿
这样处理后输出的方位角不受电子罗盘空间姿态的影响
陀螺仪的原理是,一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时是不会改变的。人们根据这个道理,用它来保持方向,制造出来的东西就叫陀螺仪。
陀螺仪在工作时要给它一个力,使它快速旋转起来,一般能达到每分钟几十万转,可以工作很长时间。然后用多种方法读取轴所指示的方向,并自动将数据信号传给控制系统。

ZHaizi:http://baike.baidu.com/view/1239157.htm
电子罗盘,又称数字罗盘,在现代技术条件中电子罗盘作为导航仪器或姿态传感器已被广泛应用。
电子罗盘与传统指针式和平衡架结构罗盘相比能耗低、体积小、重量轻、精度高、可微型化,其输出信号通过处理可以实现数码显示,不仅可以

用来指向,


其数字信号可直接送到自动舵,控制船舶的操纵。目前,广为使用的是三轴捷联磁阻式数字磁罗盘,这种罗盘具有抗摇动和抗振性、航向精度较高、对干扰场有电子补偿、可以集成到控制回路中进行数据链接等优点,因而广泛应用于航空、航天、机器人、航海、车辆自主导航等领域。
电子罗盘可以分为平面电子罗盘和三维电子罗盘
平面电子罗盘要求用户在使用时必须保持罗盘的水平,否则当罗盘发生倾斜时,也会给出航向的变化而实际上航向并没有变化。虽然平面电子罗盘对使用时要求很高,但如果能保证罗盘所附载体始终水平的话,平面罗盘是一种性价比很好的选择。
三维电子罗盘克服了平面电子罗盘在使用中的严格限制,因为三维电子罗盘在其内部加入了倾角传感器如果电子罗盘发生倾斜时可以对罗盘进行倾斜补偿,这样即使罗盘发生倾斜,航向数据依然准确无误。有时为了克服温度漂移,罗盘也可内置温度补偿,最大限度减少倾斜角和指向角的温度漂移。
三维电子罗盘由三维磁阻传感器、双轴倾角传感器和MCU构成
三维磁阻传感器用来测量地球磁场,倾角传感器是在磁力仪非水平状态时进行补偿
MCU处理磁力仪和倾角传感器的信号以及数据输出和软铁、硬铁补偿
该磁力仪是采用三个互相垂直的磁阻传感器,每个轴向上的传感器检测在该方向上的地磁场强度
向前的方向称为x方向的传感器检测地磁场在x方向的矢量值
向左或Y方向的传感器检测地磁场在Y方向的矢量值
向下或Z方向的传感器检测地磁场在Z方向的矢量值
每个方向的传感器的灵敏度都已根据在该方向上地磁场的分矢量调整到最佳点,并具有非常低的横轴灵敏度。
传感器产生的模拟输出信号进行放大后送入MCU进行处理。磁场测量范围为±2Gauss。通过采用12位A/D转换器,磁力仪能够分辨出小于1mGauss的磁场变化量,我们便可通过该高分辨力来准确测量出200-300mGauss的X和Y方向的磁场强度,不论是在赤道上的向上变化还是在南北极的更低值位置。
仅用地磁场在X和Y的两个分矢量值便可确定方位值
Azimuth=arcTan(Y/X)
该关系式是在检测仪器与地表面平行时才成立。
当仪器发生倾斜时,方位值的准确性将要受到很大的影响,该误差的大小取决于仪器所处的位置和倾斜角的大小。
为减少该误差的影响,采用双轴倾角传感器来测量俯仰和侧倾角
这个俯仰角被定义为由前向后方向的角度变化
侧倾角则为由左到右方向的角度变化
电子罗盘将俯仰和侧倾角的数据经过转换计算,
将磁力仪在三个轴向上的矢量在原来的位置“拉”回到水平的位置。

标准的转换计算式如下:
Xr=Xcosα+Ysinαsinβ-Zcosβsinα
Yr=Ycosβ+Zsinβ
这里Xr和Yr为要转换到水平位置的值
α为俯仰角
β为侧倾角
从以上这三个计算公式可以看出,在整个补偿技术中Z轴向的矢量扮演一个非常重要的角色
要正确运用这些值,俯仰和侧倾角的数字必须时刻更新。采用双轴宽线性量程范围、高分辨率、温漂系数低的陶瓷基体电解质传感器来测量俯仰角和侧倾角,倾角数值经过电路板上的温度传感器补偿后得出的。
继承事业,薪火相传
看完感觉对六轴的传感器有了一定的了解,谢谢分享
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