陀螺仪介绍及编程

‘壹’ 陀螺仪的原理陀螺的旋进详细！

绕一个支点高速转动的刚体称为陀螺(top)。通常所说的陀螺是特指对称陀螺，它是一个质量均匀分布的、具有轴对称形状的刚体，其几何对称轴就是它的自转轴。

在一定的初始条件和一定的外力矩在作用下，陀螺会在不停自转的同时，还绕着另一个固定的转轴不停地旋转，这就是陀螺的旋进(precession)，又称为回转效应(gyroscopic effect)。陀螺旋进是日常生活中常见的现象，许多人小时候都玩过的陀螺就是一例。

人们利用陀螺的力学性质所制成的各种功能的陀螺装置称为陀螺仪(gyroscope)，它在科学、技术、军事等各个领域有着广泛的应用。比如：回转罗盘、定向指示仪、炮弹的翻转、陀螺的章动、地球在太阳（月球）引力矩作用下的旋进（岁差）等。下面将首先利用角动量定理分析陀螺旋进的成因，再对几种陀螺仪的原理进行简要的介绍。
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‘贰’ 求助陀螺仪是干什么用的呀还有怎么用呢

陀螺仪又叫角速度传感器，是不同于加速度计（G-sensor）的，他的测量物理量是偏转、倾斜时的转动角速度。在手机上，仅用加速度计没办法测量或重构出完整的3D动作，测不到转动的动作的，G-sensor只能检测轴向的线性动作。但陀螺仪则可以对转动、偏转的动作做很好的测量，这样就可以精确分析判断出使用者的实际动作。而后根据动作，可以对手机做相应的操作！目前，陀螺仪在消费类产品上，最成功的应用当属在Wii的游戏（Wii Motion Plus）中作体感游戏手柄，去实现对游戏的控制。让游戏者只要手持Wii Motion Plus手柄，就可以通过自己的动作控制屏上的游戏视频，做打乒乓球，网球等运动类游戏，或者转动手柄，你就可以玩驾车的视频游戏。其次，是空中鼠标（飞行鼠标），通过在空中移动鼠标，既能控制到屏幕上的光标做上下，左右的灵活移动。编辑本段陀螺仪在手机上的应用 1：动作感应的GUI：通过小幅度的倾斜，偏转手机，实现菜单，目录的选择和操作的执行。（比如前后倾斜手机，实现通讯录条目的上下滚动；左右倾斜手机，实现浏览页面的左右移动或者页面的放大或缩小。） 2：转动，轻轻晃动手机2-3下，实现电话接听或打开网页浏览器等。 手机陀螺仪应用
[1] 3：拍照时的图像稳定，防止手的抖动对拍照质量的影响。在按下快门时，记录手的抖动动作，将手的抖动反馈给图像处理器，可以抓到更清晰稳定的图片 4：GPS的惯性导航：当汽车行驶到隧道或城市高大建筑物附近，没有GPS讯号时，可以通过陀螺仪来测量汽车的偏航或直线运动位移，从而继续导航。 5：通过动作感应控制游戏：这也是目前Steve重点介绍的，也是可以给APP开发者更多创新空间的地方。开发者可以通过陀螺仪对动作检测的结果（3D范围内手机的动作），去实现对游戏的操作。比如，把你的手机当作一个方向盘，你的手机屏幕上是一架飞行中的战斗机，只要你上下，左右地倾斜手机，飞机就可以做上下，左右的动作。

‘叁’ 手机陀螺仪有什么用，哪些游戏是要陀螺仪的

手机陀螺仪的功能：

1、动作感应的GUI：通过小幅度的倾斜，偏转手机，实现菜单，目录的选择和操作的执行。（比如前后倾斜手机，实现通讯录条目的上下滚动；左右倾斜手机，实现浏览页面的左右移动或者页面的放大或缩小。）

2、转动，轻轻晃动手机2-3下，实现电话接听或打开网页浏览器等。

3、拍照时的图像稳定，防止手的抖动对拍照质量的影响。在按下快门时，记录手的抖动动作，将手的抖动反馈给图像处理器，可以抓到更清晰稳定的图片

4、GPS的惯性导航：当汽车行驶到隧道或城市高大建筑物附近，没有GPS讯号时，可以通过陀螺仪来测量汽车的偏航或直线运动位移，从而继续导航。

5、通过动作感应控制游戏：这也是Steve重点介绍的，也是可以给APP开发者更多创新空间的地方。开发者可以通过陀螺仪对动作检测的结果（3D范围内手机的动作），去实现对游戏的操作。比如，把你的手机当作一个方向盘，你的手机屏幕上是一架飞行中的战斗机，只要你上下，左右地倾斜手机，飞机就可以做上下，左右的动作。

手机陀螺仪游戏：

现代战争系列，近地轨道防御系列，搏击长空，荒野行动等。（陀螺仪游戏一般是枪战类的多）

拓展内容：

陀螺仪又叫角速度传感器，是不同于加速度计（G-sensor）的，他的测量物理量是偏转、倾斜时的转动角速度。在手机上，仅用加速度计没办法测量或重构出完整的3D动作，测不到转动的动作的，G-sensor只能检测轴向的线性动作。但陀螺仪则可以对转动、偏转的动作做很好的测量，这样就可以精确分析判断出使用者的实际动作。而后根据动作，可以对手机做相应的操作！

‘肆’ 陀螺仪的装置介绍

绕一个支点高速转动的刚体称为陀螺(top)。通常所说的陀螺是特指对称陀螺，它是一个质量均匀分布的、具有轴对称形状的刚体，其几何对称轴就是它的自转轴。 与苍蝇退化的后翅（平衡棒）原理类似。

在一定的初始条件和一定的外在力矩作用下，陀螺会在不停自转的同时，环绕着另一个固定的转轴不停地旋转，这就是陀螺的旋进(precession)，又称为回转效应(gyroscopic effect)。陀螺旋进是日常生活中常见的现象，许多人小时候都玩过的陀螺就是一例。
人们利用陀螺的力学性质所制成的各种功能的陀螺装置称为陀螺仪(gyroscope)，它在科学、技术、军事等各个领域有着广泛的应用。比如：回转罗盘、定向指示仪、炮弹的翻转、陀螺的章动等。
陀螺仪的种类很多，按用途来分，它可以分为传感陀螺仪和指示陀螺仪。传感陀螺仪用于飞行体运动的自动控制系统中，作为水平、垂直、俯仰、航向和角速度传感器。指示陀螺仪主要用于飞行状态的指示，作为驾驶和领航仪表使用。
陀螺仪分为，压电陀螺仪，微机械陀螺仪，光纤陀螺仪和激光陀螺仪，它们都是电子式的，并且它们可以和加速度计，磁阻芯片，GPS，做成惯性导航控制系统。 1850年法国的物理学家莱昂·傅科（J.Foucault）为了研究地球自转，首先发现高速转动中地的转子（rotor），由于它具有惯性，它的旋转轴永远指向一固定方向，他用希腊字 gyro（旋转）和skopein（看）两字合为gyro scopei 一字来命名这种仪表。
陀螺仪是一种既古老而又很有生命力的仪器，从第一台真正实用的陀螺仪器问世以来已有大半个世纪，但直到现在，陀螺仪仍在吸引着人们对它进行研究，这是由于它本身具有的特性所决定的。陀螺仪最主要的基本特性是它的稳定性和进动性。人们从儿童玩的地陀螺中早就发现高速旋转的陀螺可以竖直不倒而保持与地面垂直，这就反映了陀螺的稳定性。研究陀螺仪运动特性的理论是绕定点运动刚体动力学的一个分支，它以物体的惯性为基础，研究旋转物体的动力学特性。

‘伍’ 全自动陀螺仪的介绍

AGP-1自动陀螺全站仪由自动陀螺仪AGP-1和SET3B全站仪组成。 对AGP-1自动陀螺全站仪的操作、步骤非常简单，与传统陀螺经纬仪相比、操作者只需简单的几次按键，以及常规的几次照准；其它工作全部由陀螺全站仪自动完成，最后陀螺仪显示屏上显示的数据就是您所需的（通常显示的是“测站点至目标点的天文方位角A”，参看后面的图1 “陀螺全站仪各角度之间的关系”）。

‘陆’ 三轴陀螺仪的介绍

三轴陀螺仪：同时测定6个方向的位置，移动轨迹，加速。 单轴的只能测量两个方向的量，也就是一个系统需要三个陀螺仪，而3轴的一个就能替代三个单轴的。3轴的体积小、重量轻、结构简单、可靠性好，是激光陀螺的发展的基础元件。