可穿戴設備之——3軸加速度傳感器的“前世今生”
發布時間:2014-12-13 責任編輯:echolady
【導讀】運動傳感技術的應用使我們走進了智能時代。當我們玩視頻遊戲、通過電視機頂盒進行頻道衝浪、給手機照片打上地理標簽的時候,傳感器已經成為生活中的不可替代品。本文就為大家深度解剖可穿戴設備中的3軸加速度傳感器。
運動傳感器知道我們身處何方、我們的目標是什麼、我們向哪裏移動——上、下、四周和側麵。使這些成為可能的是大量更小、更便宜和更快的新型傳感器。在經過最佳集成後,它們能通過空間和時間精確地跟蹤我們的運動。這些傳感器套件(加速度計、陀螺儀和磁力傳感器)在跟蹤運動方麵具有令人吃驚的能力,特別是與如今無所不在的GPS結合在一起之後。
danzhexieweixingchuanganqideqianlirengweibeichongfenfajue,zhelilianggejiandandeyuanyin。shouxian,tiquchutamendeshujubingjiangzhexieshujuzhenghechengjingquekekaodezhixianghegenzongxinxishiyizhongbidaduoshurenxiangxiangdegengjutiaozhanxingdesuanfacaozuo,jingchangxuyaohaofeidaliangrenlishijian。qici,zaiyingjianheyingyonggongchengshizhijianyouyigepubian(但錯誤)的假設,即大多數傳感器提供相似的性能水平,因此通常來自傳感器的數據不能滿足他們的應用需求。
一般集成進消費產品的運動檢測傳感器包括3軸陀螺儀、3軸加速度計和3軸地磁傳感器。在運動跟蹤和絕對方向方麵每種傳感器都有自己固有的強項和弱點。最近,傳感器“融合”正zheng在zai進jin入ru廣guang大da消xiao費fei產chan品pin,成cheng為wei一yi種zhong克ke服fu單dan種zhong傳chuan感gan器qi弱ruo點dian的de有you效xiao方fang法fa。傳chuan感gan器qi融rong合he是shi一yi種zhong複fu雜za的de軟ruan件jian,它ta將jiang來lai自zi各ge種zhong傳chuan感gan器qi的de輸shu入ru組zu合he在zai一yi起qi,產chan生sheng一yi個ge更geng加jia精jing確que的de運yun動dong檢jian測ce結jie果guo。這zhe種zhong軟ruan件jian通tong常chang包bao含han複fu雜za的de算suan法fa,如ru果guo正zheng確que實shi現xian的de話hua可ke以yi綜zong合he考kao慮lv幾ji百bai個ge變bian量liang。
3軸加速度傳感器
加速度計通過測量給定直線軸向的彈簧上的力來檢測直線加速度和重力矢量。加速度計是第一種出現在大批量應用中的MEMS傳感器,可以用來實現汽車中的氣囊部署、照相機中的圖像防抖和筆記本中的自由落體檢測等功能。任天堂的Wii遊戲機是第一種引入加速度計作為用戶輸入設備的主要消費產品,可以提供手勢識別、基本的運動跟蹤和控製器定位等功能。現在基於許多理由,加速度計已經在智能手機和平板電腦中十分普及,包括檢測設備朝向、將屏幕從豎屏調整到橫屏然後再調整回來等功能。
加速度計在運動跟蹤方麵有兩個主要的缺點,即:
加速度計不能建立絕對或相對的航向。當安裝在一個固定的設備中時,3軸加速度計可以測量單個加速度軸上的加速度。如圖1所示,當處於固定狀態時,可以根據垂直重力加速度矢量計算出滾動和傾斜角度。然而,航向是圍繞Z軸得到的,無法從重力矢量計算出航向。因此,加速度計不能提供航向。

圖1:重力矢量和圍繞軸的航向、傾斜和滾動。
jiasudujiduiyundongtaiguomingan,jiyidaozhishoudedoudong。zaiduanshijianneizheshifeichanglingrennaohuode,yinweitayiweizheguangbiaohuopingmuxuanrandemubiaoyehuidoudong。jifenzhongyishangdedoudongjiangdaozhixianzhedeleijifangxianghuoweizhiwucha,tebieshidangjiasudujidezaoshengyudoudongzaixiangtongshuliangjishi。muqianguangfanshiyongdedichengbenxiaofeijijiasudujidezaoshengyaobijiagegenggao、體積更大、功耗更高的工業級加速度計大得多,如圖2所示。
圖2:消費級和工業級加速度計噪聲
相關閱讀:
特別推薦
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
技術文章更多>>
- 算力爆發遇上電源革新,大聯大世平集團攜手晶豐明源線上研討會解鎖應用落地
- 築基AI4S:摩爾線程全功能GPU加速中國生命科學自主生態
- 一秒檢測,成本降至萬分之一,光引科技把幾十萬的台式光譜儀“搬”到了手腕上
- AI服務器電源機櫃Power Rack HVDC MW級測試方案
- 突破工藝邊界,奎芯科技LPDDR5X IP矽驗證通過,速率達9600Mbps
技術白皮書下載更多>>
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
微波功率管
微波開關
微波連接器
微波器件
微波三極管
微波振蕩器
微電機
微調電容
微動開關
微蜂窩
位置傳感器
溫度保險絲
溫度傳感器
溫控開關
溫控可控矽
聞泰
穩壓電源
穩壓二極管
穩壓管
無焊端子
無線充電
無線監控
無源濾波器
五金工具
物聯網
顯示模塊
顯微鏡結構
線圈
線繞電位器
線繞電阻



