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导读: 陀螺仪的种类有很多,其功能与原理也不尽相同,但大多数陀螺仪的目的都是为了保持平衡和监视物体的物理状态(移动、倾斜等等)。

事实上发展到现在,VR已经可以相对精准的模仿我们人体的一些基本动作,甚至可以做到用肢体动作远程操纵机器人行动。而这一切移不开一个神奇零件——陀螺仪。陀螺仪的种类有很多,其功能与原理也不尽相同,但大多数陀螺仪的目的都是为了保持平衡和监视物体的物理状态(移动、倾斜等等)。

远在天边近在眼前的陀螺仪原理

随着iPhone将三轴陀螺仪技术到大众视野,我相信对于大多数电子产品爱好者来说,陀螺仪并不是什么陌生的名词。但是提及陀螺仪,不得不提陀螺仪的原理。

关于陀螺仪原理,如果你去查阅资料,会得到一堆诸如“角动量守恒”、“力矩”、“惯量”等专有词汇,看起来十分复杂。其实对于一般人而言,要认识到陀螺仪的特点其实并不难。关于陀螺仪原理的资料中提到的那些专有名词,其实无外乎就是为了讲述一个物体高速旋转时,旋转轴会趋于稳定并且不易受到影响的道理。如果要用具体例子来说明,那就是随处可见的自行车。众所周知,当自行车处于静止的时候,他一定会往其中一侧倾倒,但是,当自行车处于行驶状态时,却可以保持两侧的平衡。而陀螺仪原理其实就是在这个基础上,根据立体空间特点加以完善的。可以说,看似“高大上”的陀螺仪,其原理其实随处可见。

陀螺仪的主流发展方向之一——光学陀螺仪

对于技术人员而言,机械陀螺仪的原理自然不难理解,但是随着技术的发展,科研人员开始思考新的陀螺仪研究思路,于是光学陀螺仪就出现了。

光学陀螺仪的运行依据的是萨格纳克效应,用环形干涉器取代传统陀螺仪中的机械结构,位置和状态的识别也是通过监测“光敏感转动”来完成。从某种程度上来说,光学陀螺仪避免了机械陀螺仪动态结构的几乎所有弊端,做到了全固态、零摩擦、零噪音、寿命长等优点。也正是这些优点,让光学陀螺仪可以更好的集成到精密设备和可穿戴设备上,可以说,就目前的技术发展而言,光学陀螺仪是主流的技术方向。

追求极致 小而精难能可贵

如果不算导读提到的那款光学陀螺仪,目前市场上高性能光学陀螺仪还只能做到略大于高尔夫球的程度。当然这并非说光学陀螺仪不能做小,但做小理论上是要牺牲一定的性能。试想一下,如果想像《头号玩家》中那样做一些像后空翻、活动手指、在游戏里打电子游戏的精密操作,陀螺仪的过大或者精确度不够都是不行的。

熟悉电脑历史的读者应该知道,过去的电脑和现在的比就如同矮人族的愚者遇到了精灵族的天才,对于电子科技来说,做小做精都是不易的事,但同时也是发展的必然方向。光学陀螺仪寻求小而精的背后,是其在车辆、无人机、可穿戴设备等领域美好的未来,但更多的是激励科研者在各自领域,向着极致努力前行。

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