關(guān)于ipod touch4內(nèi)的陀螺儀原理

三軸陀螺儀：同時測定6個方向的位置，移動軌跡，加速。 單軸的只能測量一個方向的量，也就是一個系統(tǒng)需要三個陀螺儀，而3軸的一個就能替代三個單軸的。3軸的體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性好，是激光陀螺的發(fā)展趨勢。

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應(yīng)用

三軸陀螺儀

角速傳感器還有加速度傳感器不一定是陀螺儀，也許是單純的加速度計呢。飛機、輪船或?qū)椫械闹甘緝x，其核心部分就是定向指示儀，它是一個裝在能自由轉(zhuǎn)向的小框架上的小飛輪（陀螺啦）。在這個裝置中，軸承的摩擦力矩很小，可以忽略不計。另一方面，剛體結(jié)構(gòu)高度對稱，其質(zhì)心集中在連桿中心處。這樣，當飛輪繞自身對稱軸高速轉(zhuǎn)動時，無論如何改變框架的方位，其中心軸的空間取向都始終保持不變。（專業(yè)說法是：定向指示儀所受到的合外力矩為零，其角動量守恒）這是定向指示儀的重要特性。 如果在飛機上裝上三個定向指示儀，并使三個小飛輪的自轉(zhuǎn)軸相互垂直，飛行員就可以通過飛輪軸相對于機身的指向來確定飛機的空間取向。船舶上裝上定向指示儀，海員可用它來確定海輪的航向。魚雷，火箭中也裝有定向指示儀，起到自動導航的作用。在魚雷前進的過程中，定向指示儀的軸線方向保持不變。當魚雷因風浪等影響，前進方向改變時，魚雷的縱軸與定向指示儀之間就出現(xiàn)了偏差，這時可啟動有關(guān)器械改變舵的角度，使魚雷回復到原來的前進方向。火箭中，則采用改變噴氣方向的方法來校正飛行方向。 在工程上，陀螺儀是一種能夠精確地確定運動物體的方位的儀器，它是現(xiàn)代航空，航海，航天和國防工業(yè)中廣泛使用的一種慣性導航儀器，它的發(fā)展對一個國家的工業(yè)，國防和其它高科技的發(fā)展具有十分重要的戰(zhàn)略意義。傳統(tǒng)的慣性陀螺儀主要是指機械式的陀螺儀，機械式的陀螺儀對工藝結(jié)構(gòu)的要求很高，結(jié)構(gòu)復雜，它的精度受到了很多方面的制約。自從上個世紀七十年代以來，現(xiàn)代陀螺儀的發(fā)展已經(jīng)進入了一個全新的階段。1976年 等提出了現(xiàn)代光纖陀螺儀的基本設(shè)想，到八十年代以后，現(xiàn)代光纖陀螺儀就得到了非常迅速的發(fā)展，與此同時激光諧振陀螺儀也有了很大的發(fā)展。由于光纖陀螺儀具有結(jié)構(gòu)緊湊，靈敏度高，工作可靠等等優(yōu)點，所以目前光纖陀螺儀在很多的領(lǐng)域已經(jīng)完全取代了機械式的傳統(tǒng)的陀螺儀，成為現(xiàn)代導航儀器中的關(guān)鍵部件。和光纖陀螺儀同時發(fā)展的除了環(huán)式激光陀螺儀外，還有現(xiàn)代集成式的振動陀螺儀，集成式的振動陀螺儀具有更高的集成度，體積更小，也是現(xiàn)代陀螺儀的一個重要的發(fā)展方向。 現(xiàn)代光纖陀螺儀包括干涉式陀螺儀和諧振式陀螺儀兩種，它們都是根據(jù)塞格尼克的理論發(fā)展起來的。塞格尼克理論的要點是這樣的：當光束在一個環(huán)形的通道中前進時，如果環(huán)形通道本身具有一個轉(zhuǎn)動速度，那么光線沿著通道轉(zhuǎn)動的方向前進所需要的時間要比沿著這個通道轉(zhuǎn)動相反的方向前進所需要的時間要多。也就是說當光學環(huán)路轉(zhuǎn)動時，在不同的前進方向上，光學環(huán)路的光程相對于環(huán)路在靜止時的光程都會產(chǎn)生變化。利用這種光程的變化，如果使不同方向上前進的光之間產(chǎn)生干涉來測量環(huán)路的轉(zhuǎn)動速度，這樣就可以制造出干涉式光纖陀螺儀，如果利用這種環(huán)路光程的變化來實現(xiàn)在環(huán)路中不斷循環(huán)的光之間的干涉，也就是通過調(diào)整光纖環(huán)路的光的諧振頻率進而測量環(huán)路的轉(zhuǎn)動速度，就可以制造出諧振式的光纖陀螺儀。從這個簡單的介紹可以看出，干涉式陀螺儀在實現(xiàn)干涉時的光程差小，所以它所要求的光源可以有較大的頻譜寬度，而諧振式的陀螺儀在實現(xiàn)干涉時，它的光程差較大，所以它所要求的光源必須有很好的單色性。 2010年，蘋果公司創(chuàng)新性地在新產(chǎn)品iPhone 4 中置入“三軸陀螺儀”，讓iPhone的方向感應(yīng)變得更加智能，從此手機也有了像飛機一樣的“感應(yīng)”，能夠知道自己“處在什么樣的位置”。

編輯本段手機方面的應(yīng)用

最近兩家技術(shù)研究機構(gòu)對iPhone4內(nèi)新增的MEMS 陀螺儀進行了詳細的拍照研究，挖出了iPhone4新增陀螺儀的一些奧秘之處，這些機構(gòu)同時還指出在蘋果的另外一款新產(chǎn)品iPad平板電腦中本來也計劃要 加入這種陀螺儀設(shè)計，不過后來由于某種原因放棄了這個計劃，但有可能在下一代iPad中會加入這種功能。 UBMTechInsights網(wǎng)站經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)iPhone4中所用的陀螺儀芯片其實是意法半導體公司的產(chǎn)品，這是一款三軸陀螺儀芯片，這家公司還同時為iPhone和iPad產(chǎn)品提供加速度傳感器芯片。 TechInsights網(wǎng)站的高級分析師Steve Bitton則發(fā)現(xiàn)在蘋果iPad機型的主板上，有一個空出的芯片位，這個空位的面積正好與iPhone4中陀螺儀芯片的大小相符合，同時空位的位置也正好設(shè)在加速度傳感器芯片的旁邊，而且同樣靠近處理器芯片。 這個發(fā)現(xiàn)顯示蘋果原來本有計劃在iPad上設(shè)置這種三軸陀螺儀，不過他們最后放棄了這個計劃，也許將來他們會向iPad里加入這款芯片吧。 不過iPad主板上這個空位預(yù)留的針腳數(shù)目卻與意法半導體為iPhone4開發(fā)的陀螺儀芯片不相吻合，而與另外一家廠商 InvenSense開發(fā)的同類功能芯片相吻合。 Gyroscope “當蘋果iPad剛剛上市時，InvenSense還是市場上獨家能夠提供三軸數(shù)字型陀螺儀芯片的廠商，因此當時蘋果可能打算選用這家廠商的芯片。可見蘋果確實曾經(jīng)計劃在iPad中加入陀螺儀芯片，不過最后放棄了這個計劃而已。” iFixit公司則更進一步，對iPhone4的陀螺儀內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行了拍照分析，他們也發(fā)現(xiàn)這款芯片是意法半導體公司的產(chǎn)品，芯片的外殼封裝上打有“ AGD1 2022 FP6AQ”的字樣。而這款MEMS（微電機系統(tǒng)）陀螺儀芯片內(nèi)部集成有微型電機系統(tǒng)，可用于測量手機的運動方向數(shù)據(jù)。 通過拍攝芯片的X光照片，研究人員發(fā)現(xiàn)這款芯片與意法半導體公司推出的 L3G4200D 非常相似，芯片內(nèi)部包含有一塊微型磁性體，可以在手機進行旋轉(zhuǎn)運動時產(chǎn)生的科里奧力作用下向X,Y,Z三個方向發(fā)生位移，利用這個原理便可以測出手機的運動方向。而芯片核心中的另外一部分則可以將有關(guān)的傳感數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為iPhone4可以識別的數(shù)字格式。 另外，iFixit 和 Chiwporks公司的網(wǎng)站上還放上了其它幾種MEMS陀螺儀芯片的放大圖片，感興趣的讀者可以欣賞一下：

蘋果陀螺儀在哪設(shè)置

蘋果手機中的陀螺儀不需要額外設(shè)置，手機中的陀螺儀都是默認開啟的，不像藍牙等設(shè)備需要手動開啟，通常只要進入需要陀螺儀的游戲或是軟件它都是直接可以使用的。????????????

陀螺儀是用來獲取更精確的傾角度的，多數(shù)用在一些重力感應(yīng)游戲里，還有就是用陀螺儀加強了導航功能，iPhone過隧道的時GPS信號丟失，陀螺儀可以提供臨時的運動軌跡。

iPhone是蘋果公司研發(fā)及銷售的智能手機系列，搭載著蘋果公司自行研發(fā)的iOS移動操作系統(tǒng)，第一代iPhone于2007年1月9日由發(fā)布。蘋果iPhone所采用的多點觸控技術(shù)和它友好的用戶界面對其他制造商的智能手機設(shè)計產(chǎn)生了深遠影響。美國的時代周刊將其稱為“2007年的年度發(fā)明”。

iPhone的多點觸控和手勢操控是基于FingerWorks發(fā)展的技術(shù)，iPhone的觸屏具有熱感功能，用戶可利用手指在觸屏上滑動進行手機操作，雖然觸控筆可用于iPhone的手指觸控屏幕，但大部分的手套和觸控筆都能防止必要的導電性。iPhone3GS后來還有耐指紋疏油涂層，能避免用戶的指紋留在iPhone的屏幕上。

iOS CoreMotion的使用

Core Motion可以讓開發(fā)者從各個內(nèi)置傳感器那里獲取未經(jīng)修改的傳感數(shù)據(jù)，并觀測或響應(yīng)設(shè)備各種運動和角度變化。這些傳感器包括陀螺儀、加速器和磁力儀(羅盤)。

加速器和陀螺儀數(shù)據(jù)以iOS設(shè)備上3維坐標來展示。當手機呈水平放置的時候（如下圖），X軸從左（負值）到右（正值），Y周從下（負值）到上（正值），還有就是Z軸垂直方向上從背屏（負值）到屏幕（正值）。

CoreMotionManager類能夠使用到設(shè)備的所有移動數(shù)據(jù)(motion data)，Core Motion框架提供了兩種對motion數(shù)據(jù)的操作方式，一個是"pull"，另一個是"push"，其中"pull"方式能夠以CoreMotionManager的只讀方式獲取當前任何傳感器狀態(tài)或是組合數(shù)據(jù)。"push"方式則是以塊或者閉包的形式收集到你想要得到的數(shù)據(jù)并且會在特定周期內(nèi)得到實時的更新。

CoreMotionManager為四種motion數(shù)據(jù)類型的每一個都提供了統(tǒng)一的接口：accelerometer,gyro,magnetometer和deviceMotion。

空間位置的歐拉角，通過歐拉角可以算得手機兩個時刻之間的夾角，比用角速度計算精確地多

空間位置的四元數(shù)（與歐拉角類似，但解決了萬向結(jié)死鎖問題）

IOS開發(fā)關(guān)于根據(jù)陀螺儀獲取加速度和重力感應(yīng)，計算用戶行走的步數(shù)算法？

算法是技術(shù)關(guān)鍵，估計沒有人透露的。如果不考慮5s一下機型還是用CMPedometer（CMStepCounter） 去實現(xiàn)。

網(wǎng)頁標題：陀螺儀ios開發(fā),ios15陀螺儀
文章出自：http://vcdvsql.cn/article46/dsdegeg.html

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