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九軸傳感器、九軸體感追蹤，感測(cè)芯片……越來越多的新興名詞出現(xiàn)在我的生活中，越來越多的VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)都在宣傳“九軸傳感器”的概念，這似乎是VR虛擬現(xiàn)實(shí)技技術(shù)硬件的一個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)。
九軸傳感器到底是什么？它是如何工作的呢？
傳感器是一種能夠根據(jù)特定的規(guī)則對(duì)測(cè)量出來的信息進(jìn)行感知并將信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的檢測(cè)裝置，用于傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄等。傳感器有很多類型，如語音傳感器（普通語音控制燈）、溫度傳感器（電熱水壺）等，廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品中。
所謂的九軸傳感器實(shí)際上是三個(gè)傳感器的組合：一個(gè)3軸加速度傳感器，一個(gè)3軸陀螺儀和一個(gè)3軸電子羅盤（地磁傳感器）。三個(gè)部分各有作用，相互配合，是手機(jī)、平板電腦、游戲機(jī)等電子產(chǎn)品中常用的功能。它們用于各種軟件和游戲中的交互控制。加速度傳感器是用于測(cè)量空間中各個(gè)方向的加速度。它利用“重力塊”的慣性，傳感器在運(yùn)動(dòng)時(shí)，“重力塊”會(huì)對(duì)x、y、z方向（下一個(gè)方向）產(chǎn)生壓力，再利用一種壓電晶體，將壓力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，隨著運(yùn)動(dòng)的變化，壓力的方向也不一樣。電信號(hào)也會(huì)發(fā)生改變，以確定手機(jī)加速度的大小和方向。例如，如果你突然把手機(jī)向前推，傳感器就會(huì)知道你在加速前進(jìn)。
陀螺儀是一種用于測(cè)量角度以及維持方向的設(shè)備，在飛行游戲，體育類游戲和第一視角類射擊等游戲中，可以完整監(jiān)測(cè)游戲者手的位移，從而實(shí)現(xiàn)各種游戲操作效果。下圖是一個(gè)最基礎(chǔ)的機(jī)械陀螺儀模型，中間金色的轉(zhuǎn)子在整個(gè)儀器的運(yùn)動(dòng)中，它因?yàn)閼T性作用不受影響，而周邊三個(gè)“鋼圈”則會(huì)因?yàn)樵O(shè)備改變姿態(tài)而改變，通過這樣來檢測(cè)設(shè)備當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。
其實(shí)，在我們的手機(jī)等電子產(chǎn)品中的陀螺儀并不長這個(gè)樣子。它和加速傳感器一樣也是一個(gè)微電子元件，利用科里奧利力，通過連續(xù)震動(dòng)的振子在旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)偏移，改變電路狀態(tài)，引起相關(guān)電參數(shù)的變化，從而可以反映出左右傾斜、前后傾斜和左右搖擺等運(yùn)動(dòng)情況。
利用加速傳感器和陀螺儀，基本可以描述設(shè)備的完整運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。但是隨著長時(shí)間運(yùn)動(dòng)，也會(huì)產(chǎn)生累計(jì)偏差，不能準(zhǔn)確描述運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，比如操控畫面發(fā)生傾斜。電子羅盤（地磁傳感器）利用測(cè)量地球磁場(chǎng)，通過絕對(duì)指向功能進(jìn)行修正補(bǔ)償，可以有效解決累計(jì)偏差，從而修正人體的運(yùn)動(dòng)方向、姿態(tài)角度、運(yùn)動(dòng)力度和速度等。
九軸傳感器作為集成化傳感器模塊，減少了電路板和整體空間，更適合用在輕巧便攜的電子設(shè)備和可穿戴產(chǎn)品中。集成化傳感器的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度除了器件本身的精度外，還涉及到焊接裝配后的矯正，以及針對(duì)不同應(yīng)用的配套算法。合適的算法可以將來自多種傳感器的數(shù)據(jù)融合，彌補(bǔ)了單個(gè)傳感器在計(jì)算準(zhǔn)確的位置和方向時(shí)的不足，從而實(shí)現(xiàn)高精度的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)。
九軸傳感器到底是什么？它是如何工作的呢？
傳感器是一種能夠根據(jù)特定的規(guī)則對(duì)測(cè)量出來的信息進(jìn)行感知并將信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的檢測(cè)裝置，用于傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄等。傳感器有很多類型，如語音傳感器（普通語音控制燈）、溫度傳感器（電熱水壺）等，廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品中。
陀螺儀是一種用于測(cè)量角度以及維持方向的設(shè)備，在飛行游戲，體育類游戲和第一視角類射擊等游戲中，可以完整監(jiān)測(cè)游戲者手的位移，從而實(shí)現(xiàn)各種游戲操作效果。下圖是一個(gè)最基礎(chǔ)的機(jī)械陀螺儀模型，中間金色的轉(zhuǎn)子在整個(gè)儀器的運(yùn)動(dòng)中，它因?yàn)閼T性作用不受影響，而周邊三個(gè)“鋼圈”則會(huì)因?yàn)樵O(shè)備改變姿態(tài)而改變，通過這樣來檢測(cè)設(shè)備當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。
其實(shí)，在我們的手機(jī)等電子產(chǎn)品中的陀螺儀并不長這個(gè)樣子。它和加速傳感器一樣也是一個(gè)微電子元件，利用科里奧利力，通過連續(xù)震動(dòng)的振子在旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)偏移，改變電路狀態(tài)，引起相關(guān)電參數(shù)的變化，從而可以反映出左右傾斜、前后傾斜和左右搖擺等運(yùn)動(dòng)情況。
利用加速傳感器和陀螺儀，基本可以描述設(shè)備的完整運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。但是隨著長時(shí)間運(yùn)動(dòng)，也會(huì)產(chǎn)生累計(jì)偏差，不能準(zhǔn)確描述運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，比如操控畫面發(fā)生傾斜。電子羅盤（地磁傳感器）利用測(cè)量地球磁場(chǎng)，通過絕對(duì)指向功能進(jìn)行修正補(bǔ)償，可以有效解決累計(jì)偏差，從而修正人體的運(yùn)動(dòng)方向、姿態(tài)角度、運(yùn)動(dòng)力度和速度等。
九軸傳感器作為集成化傳感器模塊，減少了電路板和整體空間，更適合用在輕巧便攜的電子設(shè)備和可穿戴產(chǎn)品中。集成化傳感器的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度除了器件本身的精度外，還涉及到焊接裝配后的矯正，以及針對(duì)不同應(yīng)用的配套算法。合適的算法可以將來自多種傳感器的數(shù)據(jù)融合，彌補(bǔ)了單個(gè)傳感器在計(jì)算準(zhǔn)確的位置和方向時(shí)的不足，從而實(shí)現(xiàn)高精度的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)。
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