- 幾種常用的傳感器（加速度傳感器、重力傳感器、方向傳感器、陀螺儀）簡介
- 來源：CSDN 發表于 2023/3/2
現在的手機或者其他便攜設備中用到了越來越多的傳感器，什么加速度傳感器，方向傳感器、重力傳感器、陀螺儀、g-sensor、o-sensor等等，這些傳感器到底是干什么用的，各自有什么特點，彼此之間又有什么區分？本文就對他們進行簡單的對比介紹。
1、加速度傳感器
加速度傳感器又叫G-sensor，獲取的是x、y、z三軸的加速度數值。
該數值包含地心引力的影響，單位是m/s^2。
將手機平放在桌面上，x軸默認為0，y軸默認0，z軸默認9.81。
將手機朝下放在桌面上，z軸為-9.81。
加速度傳感器可能是最為成熟的一種mems產品，市場上的加速度傳感器種類很多。手機中常用的加速度傳感器有BOSCH（博世）的BMA系列，AMK的897X系列，ST的LIS3X系列等。
這些傳感器一般提供±2G至±16G的加速度測量范圍，采用I2C或SPI接口和MCU相連，數據精度小于16bit。
2、磁力傳感器
磁力傳感器簡稱為M-sensor，返回x、y、z三軸的環境磁場數據。
該數值的單位是微特斯拉（micro-Tesla），用uT表示。也可以是高斯（Gauss），1Tesla=10000Gauss。
硬件上一般沒有獨立的磁力傳感器，磁力數據由電子羅盤傳感器提供（E-compass）。電子羅盤傳感器在提供磁力傳感器數據的同時，還能提供方向傳感器數據。
3、方向傳感器
方向傳感器簡稱為O-sensor，返回三軸的角度數據，方向數據的單位是角度。
如上所述，電子羅盤E-compass在獲取到G-sensor的數據之后，經過計算生產O-sensor數據以及M-sensor數據。
O-sensor提供三個數據，分別為azimuth、pitch和roll。
azimuth：方位，返回水平時磁北極和Y軸的夾角，范圍為0°至360°。0°=北，90°=東，180°=南，270°=西。
pitch：x軸和水平面的夾角，范圍為-180°至180°。當z軸向y軸轉動時，角度為正值。
roll：y軸和水平面的夾角，由于歷史原因，范圍為-90°至90°。當x軸向z軸移動時，角度為正值。
電子羅盤在獲取正確的數據前需要進行校準，通常可用8字校準法。8字校準法要求用戶使用需要校準的設備在空中做8字晃動，原則上盡量多的讓設備法線方向指向空間的所有8個象限。
4、陀螺儀傳感器
陀螺儀傳感器叫做Gyro-sensor，返回x、y、z三軸的角加速度數據。
角加速度的單位是radians/second。
根據Nexus S手機實測：
水平逆時針旋轉，Z軸為正。
水平逆時針旋轉，z軸為負。
向左旋轉，y軸為負。
向右旋轉，y軸為正。
向上旋轉，x軸為負。
向下旋轉，x軸為正。
5、重力傳感器
重力傳感器簡稱GV-sensor，輸出重力數據。
在地球上，重力數值為9.8，單位是m/s^2。
坐標系統與加速度傳感器相同。
當設備復位時，重力傳感器的輸出與加速度傳感器相同。
6、線性加速度傳感器
線性加速度傳感器簡稱LA-sensor。
線性加速度傳感器是加速度傳感器減去重力影響獲取的數據。
單位是m/s^2，坐標系統與加速度傳感器相同。
加速度傳感器、重力傳感器和線性加速度傳感器的計算公式如下：
加速度 = 重力 + 線性加速度。
7、旋轉矢量傳感器
旋轉矢量傳感器簡稱RV-sensor。
旋轉矢量代表設備的方向，是一個將坐標軸和角度混合計算得到的數據。
RV-sensor輸出三個數據：
x*sin(theta/2)
y*sin(theta/2)
z*sin(theta/2)
sin(theta/2)是RV的數量級。
RV的方向與軸旋轉的方向相同。
RV的三個數值，與cos(theta/2)組成一個四元組。
RV的數據沒有單位，使用的坐標系與加速度相同。
舉例：
sensors_event_t.data[0] = xsin(theta/2)
sensors_event_t.data[1] = ysin(theta/2)
sensors_event_t.data[2] = z*sin(theta/2)
sensors_event_t.data[3] = cos(theta/2)
GV、LA和RV的數值沒有物理傳感器可以直接給出，需要G-sensor、O-sensor和Gyro-sensor經過算法計算后得出。
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