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陀螺仪传感器下载 36亿未来市场,陀螺仪走向何方?【附最新报告下载】

发布时间:2024-10-06 14:10:27

36亿未来市场,陀螺仪走向何方?【附最新报告下载】

来源:鲸钱包,谢谢

编辑:感知芯视界 万仞

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本文要点

○ 惯性导航系统应用于运动载体的位姿检测与导航控制。惯性导航不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量,与卫星导航相比,其优势是不受外界电磁干扰、隐蔽性和稳定性好、导航信息连续性好且噪声低、数据更新率高、短期精度高、可全天候,全球和全时间地工作于空中,地表和水下。

○ 陀螺仪是惯性导航系统中的核心器件之一,经过四代技术更迭,目前惯导陀螺仪以光学陀螺仪(激光陀螺和光纤陀螺)、MEMS陀螺和半球谐振陀螺为主。其中,激光陀螺、光纤陀螺和半球谐振陀螺主要应用于战术级、导航级与战略级场景,MEMS陀螺主要应用于消费级场景。

○ 近年来,随着半球谐振陀螺在成本降低、工艺提升等方面取得的技术突破,使半球谐振陀螺成为最具市场潜力的陀螺仪。半球谐振陀螺有望重构军用惯导技术与装备体系,推动惯导系统朝向小型化、高可靠性趋势发展,助力军用惯导系统建设的提质增效与降本赋能。

惯性导航—陀螺仪行业概况

惯性导航系统

惯性导航系统(以下简称惯导系统)是一种通过测量运载体加速度,并自动进行积分运算,获得运载体的瞬时速度和瞬时位置数据的技术。组成惯导系统的设备都安装在运载体内,惯导系统在工作时能够不依赖外界信息,也不向外界辐射能量,不易受到干扰,是一种自主式的导航系统。

表1 惯性导航与卫星导航的比较

数据来源:公开信息,中航信托股权团队整理

惯导系统的基本工作原理是:利用陀螺仪和加速度计测量运载体在惯性参考系下的加速度和角速度,并对时间进行积分、运算得到速度和相对位置,且把它变换到导航坐标中,这样结合运载体最初的位置信息,就可以得到运载体现在所处的位置。除了部分特殊应用场景外,大部分运载体通常以惯导系统为主,同时结合卫星导航系统进行误差修正,以提高导航系统整体性能。

图1 惯导系统工作原理

资料来源:中信建投证券研究发展部

惯导系统应用领域包括军用和民用两部分。在军用领域,惯导系统在舰艇船舶、航空飞行器、航天飞机、制导武器、陆地车辆、机器人等装备上均有所应用;民用市场包括大地测量、石油钻井、电子交通、汽车安全、消费电子等领域。

陀螺仪及其工作原理

陀螺仪是惯性导航系统中的核心器件之一,用于测量运载体的角运动。通常情况下,每套惯性测量装置包含三组陀螺仪,分别测量三个自由度的角加速度,用于对初始速度、位置的叠加运算,得到物体在空间位置中的运动方向和速度,并最终实现导航功能。

图2 陀螺仪和加速度针装在运载体上的示意图

资料来源:百度百科

陀螺仪的发展,呈现出高精度、小型化、可靠性强的发展趋势。20世纪70年代后,随着光学、微电子技术和哥式振动效应在陀螺仪领域的应用,基于不同测量原理的光学陀螺仪(激光陀螺和光纤陀螺)、MEMS陀螺和半球谐振陀螺应运而生。当前,惯导陀螺仪应用主要以这四类陀螺为主,但在某些特殊场景,三浮陀螺仪等陀螺仪仍有使用。

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表2 陀螺仪发展历程

数据来源:公开信息,中航信托股权团队整理

惯导陀螺仪主要精度指标

根据中华人民共和国航天行业标准QJ1079A-2004《陀螺仪主要精度指标和测试方法》、国军标GJB2426-95《光纤陀螺测试方法》,惯性陀螺仪主要精度指标包括系统性漂移率、系统性漂移率的稳定性和随机性漂移率。

表3 惯导陀螺仪主要精度参数

数据来源:《陀螺仪主要精度指标和测试方法》、《光纤陀螺测试方法》,中航信托股权团队整理

惯导陀螺仪分类及对比

根据应用场景和精度要求不同,可以将惯性导航所需陀螺仪分为战略级、导航级、战术级和消费级。其中,激光陀螺、光纤陀螺和半球谐振陀螺主要应用于战术级、导航级与战略级场景,MEMS陀螺主要应用于消费级场景。

表4 惯导陀螺仪分类与对比

数据来源:公开信息,中航信托股权团队整理

1、激光陀螺

激光陀螺(RLG)主要利用光程差原理——Sagnac效应来测量角速度。两束光波沿着同一圆周路径反向而行,而光源与圆周均发生旋转时,两束光的行进路程不同,产生了相位差,通过测量该相位差可以测出载体角速度。

图3 激光陀螺仪及其原理示意图

资料来源:《对Sagnac效应的一种解释》、《激光陀螺仪的分析及发展方向》,中航信托股权团队整理

激光陀螺精度较高,制造价格相对昂贵,因此主要在战略级、导航级和战术级惯性导航系统中应用,主要满足航空航天、海军舰船等军事装备的较高精度需求。

表5 激光陀螺仪优缺点

数据来源:公开信息,中航信托股权团队整理

2、光纤陀螺

光纤陀螺(FOG)基于与激光陀螺相同的基本原理——Sagnac效应来测量角速度,使用来自激光器的两个光束被注入到相同的光纤中,但是在相反的方向上由于Sagnac效应,抵抗旋转行进的光束经历比另一个光束稍短的路径延迟。因此光纤陀螺能够通过干涉测量来测量所得到的差分相移,从而将角速度的一个分量转换为光度测量的干涉图案的偏移,进而实现对角运动的测量。

图4 光纤陀螺仪及其原理示意图

资料来源:《对Sagnac效应解释》、《光纤陀螺仪的发展现状》,中航信托股权团队整理

当前,中高精度的光纤陀螺被应用在航空航天等武器装备领域,低成本、低精度光纤陀螺仪主要被应用在石油勘察、农用飞机姿态控制、机器人等许多精度要求不高的民用领域。

表6 光纤陀螺仪优缺点

数据来源:公开信息,中航信托股权团队整理

3、MEMS陀螺

MEMS陀螺主要由MEMS芯片和ASIC芯片构成。通过ASIC的驱动控制,MEMS芯片感应外部待测信号并将其转化为电容、电阻、电荷等信号变化,从而实现外部信息的获取与交互。

图5 MEMS陀螺仪内部结构示意图

资料来源:芯动联科招股说明书,浙商证券研究所

受到精度限制,MEMS陀螺主要用于消费级的应用场景,包括消费电子、汽车、医疗、工业、通信等多个领域。从2021年市场规模来看,消费电子、汽车和工业市场是MEMS最大的三个细分市场。

表7 MEMS陀螺仪优缺点

数据来源:公开信息,中航信托股权团队整理

4、半球谐振陀螺

传统三件套结构的半球谐振陀螺主要由半球谐振子、激励罩和读出基座三部分组成,新型半球谐振陀螺则由半球谐振子和读出基座两部分组成,半球谐振子是半球谐振陀螺的核心器件,半球谐振子的性能决定了陀螺的性能【1】。

半球谐振陀螺的工作原理为:利用哥式振动效应,通过半球谐振子径向振动产生的驻波沿环向的进动效应来感测基座的旋转,读出基座将角运动等信息输出,进而确定运载体的旋转角度或速度信息。

图6 半球谐振陀螺仪示意图

资料来源:《半球谐振陀螺研究现状与发展趋势》、《半球谐振陀螺发展综述》等,中航信托股权团队整理

传统半球谐振陀螺由于其极高精度、高可靠性和长寿命等特性,能够满足运载体长航时、高精度等方面的导航需求,因此主要被应用于空间飞行器、探测器以及卫星等高价值战略级项目中。但另一方面,传统半球谐振陀螺存在着动态范围小、应用范围狭窄等问题,因此长期以来其应用场景十分有限,导致该项技术并未得到大范围应用。

直到近十年来,法国和美国等国家实现了在新型半球谐振陀螺技术上的突破,有效解决了传统半球谐振陀螺动态范围小、应用范围狭窄等问题。

目前,半球谐振陀螺部分产品精度性能已超越光学陀螺。此外,半球谐振陀螺以其极为优异的SWaP(Size,Weight and Power)特性以及超高的可靠性,迅速引起国内外的高度关注【2】。

表8 半球谐振陀螺优缺点

数据来源:公开信息,中航信托股权团队整理

5、三类陀螺主要指标对比

近年来,随着半球谐振陀螺在成本降低、工艺提升等方面取得的技术突破,使半球谐振陀螺成为最具市场潜力的陀螺仪,基于美法等国的成功先例,半球谐振陀螺或将实现对光学陀螺的部分替代,改变惯性导航技术与装备体系格局【2】。

图7 三类陀螺的综合性能指标对比

资料来源:《半球谐振陀螺研究现状、关键技术和发展趋势分析》、《2021年国外惯性技术发展与回顾》,中航信托股权团队整理

2018年3月,在第五届IEEE惯性传感器与系统国际研讨会上,法国SAFRAN公司以《产自赛峰公司的半球谐振陀螺—改变游戏规则的技术》为题,对半球谐振陀螺原理、应用和极限精度测试做了发言,SAFRAN公司认为半球谐振陀螺技术是惯性领域“改变游戏规则”的创新性技术,可以取代环形激光陀螺和光纤陀螺,其发言内容在全球惯性技术领域内引起了巨大反响【3】。

2019年美国机构DAPRA公布了比较研究:SAFRAN公司的半球谐振陀螺被评为在导航级中具有最佳成本/尺寸/质量/功率(Cost Size Weight and Power,C-SWaP)的传感器【4】。

目前半球谐振陀螺的精度可达0.0001°/h,连续寿命为20年,可靠度达0.995,与当下的激光陀螺和光纤陀螺相比,半球谐振陀螺结构简单、零部件数大大减少,理论上精度不依赖于尺寸,噪声性能不受量子效应限制,因此,半球谐振陀螺是最有潜力实现高精度、小型化、低成本的陀螺仪。

惯导陀螺仪市场规模

全球市场方面,根据YOLE报告,2019年全球各型陀螺(MEMS陀螺、光纤陀螺、激光陀螺、半球谐振陀螺以及其他)市场规模合计约230亿元,预计2025年全球各型陀螺市场规模将达300亿元,2030年全球陀螺市场规模达370亿元。

图8 2019~2025年全球惯导陀螺在国防军事、航海航空等领域市场规模(百万美元)

数据来源:YOLE,中航信托股权团队整理

惯导陀螺仪下游应用场景

如下图所示,半球谐振陀螺的应用范围跨度较大,涵盖了战略级至战术级领域,激光陀螺和光纤陀螺主要应用于导航级和战术级领域,而MEMS陀螺主要应用于消费级领域。

图9 四类惯导陀螺部分参数比较

资料来源:公开资料,中航信托股权团队整理

四类陀螺仪的具体应用场景和应用情况介绍如下表所示。

表9 四类陀螺仪应用场景及应用情况

数据来源:公开信息,中航信托股权团队整理

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军用惯导陀螺仪行业 发展现状及趋势

军用惯导陀螺仪行业发展现状

根据美国国防部的公开数据,美国国防部将从事惯性技术领域研究和开发的国家划分为四个层次:第一层次为美国、英国和法国,完全具备自主研究和开发惯性技术能力;第二层次为俄罗斯、德国、以色列和日本,具备大部分自主研发能力;第三层次为中国、澳大利亚、加拿大、瑞典、乌克兰,具备部分研发能力;第四层次为韩国、印度、巴西、朝鲜、瑞士、意大利等,具备较为有限的惯性技术研发。

1、美国

激光陀螺仪方面,美国相关企业包括霍尼韦尔公司、诺格公司、基尔福特公司等。其中,霍尼韦尔是激光陀螺仪领域研发领先企业,霍尼韦尔公司主要激光陀螺仪产品包括GG1308、GG1320、GG1342、GG1389,其中,高精度以GG1389为代表,其零偏稳定性达到了1.5×10-4°/h,是世界上精度最高的激光陀螺仪。GG1308陀螺仪主要美军JDAM联合直接攻击炸弹和制导多管火箭发射系统等装备。

光纤陀螺方面,美国处于领先地位,相关企业有美国诺格公司、霍尼韦尔公司等。其中,诺格光纤陀螺仪产品线较为丰富,在光纤陀螺仪领域占据领先地位。公司自1988年开始研制基于光纤陀螺仪IMU系统,代表产品分为uFORS系列与FOG-200系列。前者具有精度低、小型化特征;后者具有精度高的特点,多用于IMU、AHRS等军用系统。

图10 诺格公司部分光纤陀螺仪惯导产品

数据来源:诺格公司官网,中信建投证券研究发展部

军用MEMS陀螺方面,美国DARPA Micro-PNT等项目重点支持振动环式和悬浮转子式MEMS陀螺仪的研制,并取得很好结果。2019年9月,霍尼韦尔公司推出了基于MEMS技术的HGuide i300 IMU和HG4930 S-Class IMU两款新型IMU,力求实现小型化、低功耗和经济高效的光纤陀螺替代方案。

相关研究机构在不断开展研究以提高MEMS陀螺的精度,通过在微加工、专用集成电路、测控电路、结构与材料等方面开展优化设计,将MEMS陀螺的精度提高到导航级,并不断降低其体积和成本。MEMS惯性器件具有巨大的潜力,可为移动设备创造新的应用领域,并具有更大的灵活性和更高的可靠性。

半球谐振陀螺方面,美国企业的传统半球谐振陀螺技术处于领先地位。美国是世界上最早研究半球谐振陀螺的国家,美国诺格公司HRG130体积小、精度高,奠定了美国半球谐振陀螺的领先地位,成为业界研究半球谐振陀螺的原型。诺格公司最新型高精度半球谐振陀螺HRG130P针对哈勃望远镜精确指向开发的半球谐振陀螺,其测试阶段零偏稳定性达到0.00008°/h,角度随机游走达到0.00001°/h,为当前国内外半球谐振陀螺已报道的最高指标。

表10 美国半球谐振陀螺研制进展

数据来源:公开信息,中航信托股权团队整理

2、法国

激光陀螺方面,法国SAFRAN公司是欧洲最大的激光陀螺仪生产厂家。公司于1977年开始涉足激光陀螺仪领域,其激光陀螺仪产品主要以GLC-8、GLC-l6和GLS-32激光陀螺仪为主。其中,GLC-8型陀螺仪零偏稳定性0.1~10°/h,主要用于射程60~100km的战术导弹;GLC-l6型陀螺仪零偏稳定性0.01°/h,主要用于直升机、小型运载火箭等;GLS-32陀螺仪主要用于航空及潜艇的捷联惯导系统。

光纤陀螺方面,法国SAFRAN公司的产品主要应用于APIRS姿态航向参考系统,并最终应用于直升机。

半球谐振陀螺方面,法国企业正在推动半球谐振陀螺成为下一代最有潜力的陀螺技术【2】。法国SAFRAN公司为法国海军提供全部的主力战舰惯导设备,进入21世纪以来,SAFRAN公司一直以半球谐振陀螺技术作为战略发展方向,坚信半球谐振陀螺将是取代现有光学陀螺或静电陀螺的下一代最有潜力的陀螺技术,并且能满足超高精度(如战略核潜艇)的应用需求,因此将其作为研发的核心和重点产品。

表11 法国半球谐振陀螺研制进展

数据来源:公开信息,中航信托股权团队整理

军用惯导陀螺仪行业发展趋势

1、惯导技术在军民领域应用广泛,中国惯性导航市场将持续发展。

惯性导航系统作为一种完全自主的导航系统,被广泛应用在军民领域。作为现代国防系统的核心和关键技术产品,惯导系统技术及其发展水平直接影响着国防武器装备的先进性。

当前,我国惯性导航市场处于快速发展阶段。根据头豹研究院预测,2019年至2024年中国惯性导航行业市场规模年复合增长率达20.0%,预计2024年中国惯导行业市场规模达430亿元。在2027年建军百年奋斗目标和2035年全面实现国防现代化建设的背景下,我国惯性导航市场将保持高速发展。

2、半球谐振陀螺作为国际前沿技术,有望重构惯导技术与装备体系。

陀螺仪是惯性导航系统的核心装置,影响着惯导系统的发展。近年来,随着半球谐振陀螺在成本降低、工艺提升等方面取得的技术突破,半球谐振陀螺已成为最具市场潜力的陀螺仪。

在实际应用方面,半球谐振陀螺已被美法两国批量应用于国防装备领域,并向高端民用场景进行拓展。面向未来,半球谐振陀螺将继续向高精度、大动态、低成本、小型化发展,推动其适应更多导航级、战术级应用场景,这或将改变惯性导航技术格局,助力惯导系统朝向小型化、高可靠性趋势发展【6】。

3、半球谐振陀螺具备C-SWaP突出优势,推动军用惯导系统提质增效。

与当下的激光陀螺和光纤陀螺相比,新型半球谐振陀螺结构简单、零部件数大大减少,理论上精度不依赖于尺寸,噪声性能不受量子效应限制,是具有更佳的尺寸、质量、功耗比和成本(C-SWaP)的陀螺仪。

近年来,我国众多科研院所积极开展新型半球谐振陀螺研究工作,持续攻克半球谐振子工艺、控制环路、信号提取及补偿等关键技术,推动半球谐振陀螺向卫星平台以外的其他场景应用。随着我国惯导系统建设的不断推进以及新型半球谐振陀螺技术的突破,相信在不远的未来,半球谐振陀螺将迎来产业化发展机遇,其C-SWaP潜质得到充分体现,进而促进我国军用惯导系统建设的提质增效与降本赋能。

军民智造优势企业

西安精谐科技有限责任公司位于中国西安,是一家专业从事高精度球面加工技术研究和应用、高精度球面珩研设备、自动化产线及惯性仪表(陀螺)等产品的集科研、制造与销售于一体的高新技术企业。所生产的产品广泛的应用于航天、航空、航海、地面装甲、兵器等军工领域,同时在石油勘探、煤矿采掘、液压、球阀、医疗、测量、机电、机械、汽车、轨道交通等民用领域也有普遍的应用。

公司团队在多年高精度球面加工技术研究与应用的工艺累积基础上,运用自主研发的有专利权的一系列高精度球面珩研机,于2019年攻克了半球谐振陀螺核心部件半球谐振子的制造难关,产品精度达到外球面0.3μm圆度,内球面0.5μm圆度,同轴度达到0.7μm,表面粗糙度0.012μm,Q值≥1000万,频差≤0.1赫兹,国内处于技术领先水平,目前已成功开发出原理样机,具备小批量生产能力,有效地支持了国内半球谐振陀螺的研制。

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参考文献:

[1] 淦述荣,刘志强,宋丽君等.2021年国外惯性技术发展与回顾[J].导航定位与授时,2022,9(03):23-30.

[2] 曲天良.半球谐振陀螺研究现状、关键技术和发展趋势分析[J].光学与光电技术,2022,20(02):1-16.

[3] Delhay F. HRG by SAFRAN: the game-changing technology[C].IEEE International Symposium on Inertial Sensors and Systems,2018.

[4] 薛连莉,沈玉芃,徐月.2019年国外惯性技术发展与回顾[J].导航定位与授时,2020,(7):60-66.

[5] D Damianos,G Girardin. High-end inertial sensors for defense,aerospace & industrial applications[R].Lyon Villeurbanne:Yole Development,2020.

[6] Y Foloppe,Y Lenoir. HRG CrystalTM DUAL CORE:Rebooting the INS revolution[C]//2019 DGON Inertial Sensors and Systems(ISS).Braunschweig:IEEE,2019.

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手机上都有的陀螺仪 除了玩游戏还有什么用处?

手机是硬件软件集合体,二者大家都不陌生,尤其是硬件部分,很多人都能随口说出几个——CPU处理器、扬声器、内存、马达、摄像头、各种传感器等等。不过,论及存在感,大部分人往往更关注处理器、摄像头、内存这一类的核心部件,对传感器反而知之甚少。

而作为传感器中最特别的存在,大家对“陀螺仪”就更陌生了,这名字一听就很硬核,感觉十分高大上的样子,事实上也确实如此,现代社会几乎已经离不开“陀螺仪”的参与,其普遍应用于航空、航海、军事、生活娱乐等领域,而在智能手机上更是有着向标配发展的趋势。

陀螺仪到底是什么?

陀螺仪,用百度百科的话来说:是一种基于角动量守恒的理论,来感测与维持方向的装置。通俗点讲,你可以设想一只陀螺,当它旋转起来的时候,轴体的方向是不会被改变的,哪怕受到外力影响,也会在方向上保持恒定如一,这就是角动量守恒原理。

飞行器陀螺仪示意图

而依据此理论研制而出的陀螺仪,天生具备抗拒方向改变的特性,其转轴的指向不随承载它的支架旋转而变化,因此可以用来测量方向、角速度等。

智能手机上的陀螺仪都长什么样?

传统机械陀螺仪应用广泛,不过因为转子需要与轴承直接接触,存在很大的摩擦力,所以精度会有损失,但可靠性不错,现在还被用于一些对精度要求不高的作业环境中。后来有了浮力、静电陀螺仪,可以利用悬浮力、静电磁场凭空托起转子,没有摩擦力,也带来更高的精度。

接下来陀螺仪又有了诸多发展,包括常用于导弹制导的挠性陀螺仪以及用于空间飞行器导航的激光陀螺仪等等,但不管哪一种,显然并不适合用在智能手机上,毕竟手机内部空间就那么大点,大部分陀螺仪的体积都无法满足装载需求,于是一种可以用在手机上的“小型化”传感器——MEMS(微机电)陀螺仪诞生了。

MEMS(微机电)陀螺仪

微机电陀螺仪最大的意义在于对陀螺仪用于日常生活起到了普及作用,它成本低、价格便宜、寿命久、功耗低、容易批量生产,关键是体小量轻,更符合电子元件的发展趋势,被塞进诸如手机一类的小型终端里十分合适。

主板上陀螺仪元件(图源网络)

从外观上看,手机微机电陀螺仪和一枚普通的芯片没太大区别,其通常被集成于主板之上,所以它并不是一个独立的元器件,一般拆机也不会闲的没事把陀螺仪拆下来。

微机电陀螺仪工作原理

虽然都叫“陀螺仪”,不过智能手机上的微机电陀螺仪和传统的机械陀螺仪已经是两码事了。顾名思义,陀螺仪就是一个不停转动的物体,但你没法想象怎么把这种空间结构的物体实现在微米级甚至纳米级层面上的“小型化”,更别说还需要整合成一整个单元的微型系统,因此微机电陀螺仪与传统机械陀螺仪在原理上有着很明显的不同。

微机电陀螺仪则是在传统“陀螺仪”理论的基础上,通过利用一种“科里奥利力”,在内部产生微小的电容变化,此时的电容变化就好比角速度,只要测量出电容值,就能计算出角速度,从而替代机械测量。当然,这其中的计算过程还是非常复杂的,但原理上大差不差,我们可以视之为在硅基板上完成的角速度测量。

手机上的陀螺仪有什么用?

当然,废了九牛二虎之力也要给手机装上微机电陀螺仪,自然也是有大用途的。远的不说,熟悉《和平精英》的小伙伴应该都晓得,在游戏设置中就有“陀螺仪开启/关闭”的选项卡,只不过并不是每一名玩家都知晓这个选项到底有何作用,也很少有人深究这个功能开启和不开的区别是什么。

其实,开启手游陀螺仪功能后,游戏操作就不再局限于手机屏幕了,《和平精英》的压枪操作也由原来单纯手指移动按压屏幕改成了一面按压屏幕,一面及时调整手机前倾或后仰姿势来实现,看起来很难的样子,事实上也确实如此,很多玩家开启了此项功能,但并没有发现有何不同,一般也只有经历反复练习后才有体会。

手游《狂野飙车》系列

对于手游而言,陀螺仪影响最大的非体感游戏莫属了,尤其是赛车、飞机或者体育类游戏,通过调整手机姿势便可以实现对游戏角色的精准控制,手机上下左右的摆动,镜头视角也会在3D空间里上下翻飞,带来了不错的代入感和沉浸感。

而没有陀螺仪的机型,只能感受到水平方向的转角,感受不到任意方向上的转角。所以说,几乎所有的需要感知三维空间变化的游戏,都需要用到陀螺仪。

除此之外,手机上的陀螺仪还对拍照有着至关重要的影响。拍照时,最忌讳手抖,很容易弱化成像质量,但有了陀螺仪的参与后,就能够检测出手机拍照时的运动倾向,并将手抖产生的偏差反馈给图像处理器,这个时候通过一些拍照算法,手机便可以对拍摄时产生的抖动幅度进行补偿,从而让所拍摄的画面效果更好,更清晰。

谷歌Pixel手机

这其中最典型的代表便是谷歌Pixel手机,它的电子防抖便是通过配合陀螺仪实现的。另外,OPPO Reno系列早期的一些机型也曾通过改变和提升陀螺仪灵敏度,从而快速针对剧烈抖动场景做出补偿,使得拍摄出的视频更为稳定清晰。

另外一方面,陀螺仪自被发明伊始,就一直被用于导航。比如在没有全球定位系统的二战时期,德国人的V2导弹便是靠着陀螺仪的导航,一枚枚被送到了几百公里外的伦敦,给伦敦人民造成了巨大的灾难。

V2导弹袭击伦敦

如今,大部分手机的导航系统都会采用陀螺仪+GPS相结合的导航机制,比如当通过一个隧道时,GPS导航信号可能丢失,但手机上的导航地图依旧会有路线提示,这就是陀螺仪通过感知方向和速度,模拟出的行进轨迹。

因此,陀螺仪一般只是用来辅助惯性导航而已,如果没有GPS模块,光有一个陀螺仪是没用的。但如果没有陀螺仪,配备有GPS模块的手机依旧可以进行导航,只不过导航机制发生了变化而已。

除了在游戏、拍照、导航上有着重要作用外,陀螺仪还着重提升了用户用机体验。举个例子,很多手机桌面系统支持摇一摇补齐桌面,这就是对陀螺仪的一种灵活应用;很多小伙伴经常用到的一些运动软件,其中的计步功能、轨迹显示也和陀螺仪有着密切关系;此外,用手机看VR全景视频也是必须要用到陀螺仪的。

怎么才能判断自己的手机是否配备陀螺仪?

陀螺仪这么好,那怎么才能判断自己的手机是否配备有陀螺仪呢?最简单的方式便是下载一些手机检测软件,比如安兔兔、鲁大师、手机大师等等,都可以对手机是否配备陀螺仪进行检测。

除此以外,也可以下载一些体感游戏,只要在3维空间中的可以向着任意方向移动,那么这款手机也会带有陀螺仪传感器。最后,也可以直接去手机官方网站进行查询,一般在参数介绍中都会有所提及,如果没有提到,大概率是不具备的。

华为P40支持陀螺仪(图源华为官网)

同时,微机电陀螺仪看似高大上,其实价格并不贵,大部分机型还是会配备的,只有少数千元机会碍于成本问题,选择将其阉割掉。但一般也会通过设置虚拟陀螺仪的方式,实现一些必要的功能,比如3D体感游戏等等。

结语:

手机陀螺仪虽然个头不大,也容易被大家忽略,但要说它不重要显然是有失偏颇的。如果你在购买手机时,尤其是千元机、平价机,日常又对游戏、拍照、导航比较在意,那么还是看仔细所购机型是否配备陀螺仪传感器,毕竟有和没有,在体验上多多少少还是会有一些差异的。

总之,陀螺仪传感器是手机上一款很重要的元器件,它的存在,是对手机某些方面体验的一个升级。幸运的是,自从第一款搭载陀螺仪传感器的手机iPhone 4诞生以来,这个小部件正在趋向标配发展,而随着微机电陀螺仪在日常生活应用中的迅速普及,相信未来不单单在手机领域,在国防、航天、汽车、物联网、可穿戴设备、无人机等等行业也会有更大的发展和突破,届时陀螺仪传感器也将发挥更多关键作用。

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[最佳回答]他们的区别就是重力感应是一种加速度力,而陀螺仪是检测围绕某轴的旋转动作.重力感应和陀螺仪都是惯性传感器.前者,内部的测量对象是加速度力;后者,...

android手机为什么要校准重力感应器和 陀螺仪 -ZOL问答

如果系统没有自带校准软件的话,那么只有用别的软件才可以,可以去网上下载,但应该需要root权限,因为这是系统的东西有用(0)回复魅蓝2没有陀螺仪的有用(0)回...

为什么升级完鸿蒙开不了 陀螺仪 华为畅享10?

华为畅享10更新鸿蒙系统后用不了和平精英的陀螺仪原因1.首先我们可以打开游戏,点击设置,在基础设置中查看陀螺仪是否开启,有时我们更新游戏版本或者清理游戏...

陀螺仪 的重要特性是什么?有什么实际应用?】作业帮

[最佳回答]陀螺仪,是一种用来传感与维持方向的装置,基于角动量守恒的理论设计出来的.陀螺仪主要是由一个位于轴心可以旋转的轮子构成.陀螺仪一旦开始旋转,由于...

下载 的指南针都不会动咋回事?

下载的指南针不会动的原因:一、将手机关机以后重新启动查看能否正常百使用指南针功能。二、将手机恢复到出厂设置,再查看能否正常使用指南专针功能。三、查...

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