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九軸傳感器成為VR新標配
發布時間:2018-01-20 11:30
        九軸傳感器、九軸體感追蹤,感測芯片……越來越多的新興名詞出現在我的生活中,越來越多的VR虛擬現實技術都在宣傳“九軸傳感器”的概念,這似乎是VR虛擬現實技技術硬件的一個新標準。
 
        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特定的規則對測量出來的信息進行感知并將信息轉換成電信號的檢測裝置,用于傳輸、處理、存儲、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,廣泛應用于各種電子產品中。 
 
        所謂的九軸傳感器實際上是三個傳感器的組合:一個3軸加速度傳感器,一個3軸陀螺儀和一個3軸電子羅盤(地磁傳感器)。三個部分各有作用,相互配合,是手機、平板電腦、游戲機等電子產品中常用的功能。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量空間中各個方向的加速度。它利用“重力塊”的慣性,傳感器在運動時,“重力塊”會對x、y、z方向(下一個方向)產生壓力,再利用一種壓電晶體,將壓力轉換為電信號,隨著運動的變化,壓力的方向也不一樣。電信號也會發生改變,以確定手機加速度的大小和方向。例如,如果你突然把手機向前推,傳感器就會知道你在加速前進。 
 

  陀螺儀是一種用于測量角度以及維持方向的設備,在飛行游戲,體育類游戲和第一視角類射擊等游戲中,可以完整監測游戲者手的位移,從而實現各種游戲操作效果。下圖是一個最基礎的機械陀螺儀模型,中間金色的轉子在整個儀器的運動中,它因為慣性作用不受影響,而周邊三個“鋼圈”則會因為設備改變姿態而改變,通過這樣來檢測設備當前的旋轉狀態。 

  其實,在我們的手機等電子產品中的陀螺儀并不長這個樣子。它和加速傳感器一樣也是一個微電子元件,利用科里奧利力,通過連續震動的振子在旋轉系統中的運動偏移,改變電路狀態,引起相關電參數的變化,從而可以反映出左右傾斜、前后傾斜和左右搖擺等運動情況。


  利用加速傳感器和陀螺儀,基本可以描述設備的完整運動狀態。但是隨著長時間運動,也會產生累計偏差,不能準確描述運動姿態,比如操控畫面發生傾斜。電子羅盤(地磁傳感器)利用測量地球磁場,通過絕對指向功能進行修正補償,可以有效解決累計偏差,從而修正人體的運動方向、姿態角度、運動力度和速度等。 
  
  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備和可穿戴產品中。集成化傳感器的數據準確度除了器件本身的精度外,還涉及到焊接裝配后的矯正,以及針對不同應用的配套算法。合適的算法可以將來自多種傳感器的數據融合,彌補了單個傳感器在計算準確的位置和方向時的不足,從而實現高精度的運動檢測。
 
關鍵詞: 九軸傳感器
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