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玩转陀螺仪,抢占电子消费制高点 发布时间:2018-05-15   浏览量:1310次

陀螺仪的出现,给了消费电子很大的应用发挥空间。比如就设备输入的方式来说,在键盘、鼠标、触摸屏之后,陀螺仪又给我们带来了手势输入,由于它的高精度,甚至还可以实现电子签名;还比如让智能手机变得更智慧:除了移动上网、快速处理数据外,还能“察言观色”,知道主人在哪里,兴趣是什么,并提供相应的服务。除了以上几种,还有很多应用领域值得厂商们去探索。


1、游戏


可通过陀螺仪实现高速游戏,如高尔夫、羽毛球和斗剑等。这些游戏要侦测到很快速的挥动,这对目前的加速度传感器来说,是很大__的挑战。利用陀螺仪则可以精确地侦测到这个快速挥动,挥杆时杆头角速度约为1,800°/s,相当于1s挥5~6圈,这在陀螺仪角速度侦测范围内,因此可以很好地模拟出这个游戏的真实场景。


另一种如射击类游戏要求设备保持不动,然后做很细微的调整后进行射击。这种游戏要求高精度和低干扰,现有的加速度传感器不能达到该要求。现有的加速度传感器精度达不到这个量级,没法瞄准射击。陀螺仪可以侦测到很细微的手的抖动,干扰也很低,拿着10s不动时偏移才0.05°左右,很适合用于这种瞄准的游戏。


2、人机界面


在人机界面领域,陀螺仪也可以进行很好的创新。早在两三年前,罗技就在其鼠标上添加陀螺仪和加速度传感器实现指示器(激光笔)的功能。现在,通过陀螺仪,可以在消费电子产品上实现手势的输入,比如在空中写字,或者通过晃动、振荡等方式实现手势对设备功能的控制。陀螺仪对角速度的侦查很精准,甚至还可以实现识别签名等生物特征,因此可以用手势签信用卡、支票,实现E Cash的应用。“手势控制的另一个好处是可以为消费电子省电。当你依靠手势进行某些功能的控制时,不需要开启屏幕背光。


3、定位功能


利用陀螺仪可以对GPS和电子罗盘进行补充。例如在隧道或停车场等地,GPS会丢失信号,这时陀螺仪可以根据车子运动的方向和速度,辅助盲区导航;在立交桥等立体道路上,GPS无法识别汽车在哪一层,陀螺仪则可以通过侦测到汽车上坡的动作,根据速度推算汽车到了第几层。盲区导航功能如果用加速度传感器来实现,需要先去除重力加速度,测得线性加速度,再根据车速推算车的行径轨迹,运算起来比较复杂;而如果用电子罗盘来实现盲区导航时,则容易出现漂移,需要对导航仪画“8”字形进行校正,从而识别和去掉杂磁。这个校正的动作对司机来说很不方便,但如果配合陀螺仪使用,则可以在很小的位移范围内快速实现电子罗盘的校正。


除了汽车导航外,还可以通过陀螺仪实现行人盲区导航。不过行人的盲区导航比车子的盲区导航更难,因为车子的运行相对简单,而行人将设备放在不同位置时测得的数据相差很大,例如放腰部和放腿部检测到的信号跳动不一样,需要传感器滤波。实现行人的盲区导航是一项浩大的工程,目前还正在探讨过程中。


4、影像防手震


目前有两种实现方式,一是EIS(电子防手震),另一种是OIS(光学防手震)。陀螺仪目前已经被广泛使用在了EIS上,通过两轴陀螺仪检测到手震动,快速实现几次重复拍照,然后把手震动前后拍下的照片中影像重复的地方切下来。如果配合电子罗盘使用,还可以做到绝对位置的修正。陀螺仪应用在游戏机中时,只需要6%的精度就够用,而手机需要的精度高很多。当手机借助陀螺仪实现了EIS之后,对可视电话功能有很大的帮助。因为影像抖动时,数据量很大,陀螺仪对影像进行防抖处理后数据量将大幅减少,再传输时既可以节省无线带宽,又可提高帧幅,从而优化视频的清晰度和流畅度。

此外,还可以实现计步器应用,以及通过摄像头将设备的运动和实景相结合等应用。


标签: 陀螺仪

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