Giroscopio MEMS y orientación

Question

Estoy tratando de entender cómo un giroscopio MEMS puede dar orientación. La pregunta puede no tener ningún sentido, puede que haya algunos malentendidos acerca de los diferentes temas...

Desde la página de la Wikipedia sobre giroscopio:

Un giroscopio es un dispositivo para medir o mantener la orientación.

Si tenemos un giroscopio que permite medir la rotación alrededor de un eje, debo interpretar que la declaración diciendo que el giroscopio también puede decirle lo que su orientación es relativo a una cierta posición. Esto es correcto? Y ¿cuál es la orientación relativa?

He utilizado este artículo para tratar de entender cómo un giroscopio MEMS obras: http://sensorwiki.org/doku.php/sensors/gyroscope Puedo ver cómo un dispositivo que puede medir los cambios en la velocidad angular, pero una vez que el marco de referencia deja de girar, ¿cómo saber la orientación? ¿Cuál es la posición en la que está utilizando para encontrar la orientación?

Si pones estos giroscopios en un teléfono (como el iPhone), ¿cómo saber la orientación del teléfono? De nuevo, entiendo cómo se puede calcular la velocidad de rotación como se mueve el teléfono, pero, ¿cómo saber la orientación final?

Answer 1

La integración?

Es decir, si el instrumento proporciona una señal continua proporcional a $\frac{dx}{dt}$, usted puede encontrar el cambio total en $x$ $[t_1,t_2]$ a partir de $$ \Delta x = \int_{t_1}^{t_2} dt \frac{dx}{dt} \approx \sum_{i=0}^n \Delta t \left. \frac{dx}{dt} \right |_i . $$

Por supuesto, como cualquier persona que trabaja en la inercia de orientación sabe, que la aproximación se hace por la dificultad real como la materia de ruido y calibración de las derivas en el instrumento. Pero si usted puede comprobar el resultado a partir de tiempo al tiempo (comparando con GPS) esto va a funcionar bastante bien.

Answer 2

Depende de lo que quieres decir con giroscopio.

La mayoría de los hoteles de sistemas en los teléfonos etc, son realmente los acelerómetros y tan sólo puede dar la posición mediante la integración de los movimientos.

Hay verdaderos o hacia el norte en busca de los giroscopios, que puede detectar rumbo verdadero mediante el hecho de que la tierra gira y así encontrar el norte. Tradicionalmente, estos utilizan girar las ruedas, los modernos sistemas de uso de pulsos de luz en bobinas de fibra óptica, de MEMS versiones de este uso de Coriolis fuerzas para dar un impulso mecánico girar alrededor de un mecánico de anillo.

Answer 3

Giroscopios MEMS no se emplean generalmente para la orientación a largo plazo de seguimiento. Habría que sondear constantemente para integrar los resultados correctamente, y esto podría drenar la batería del teléfono con demasiada rapidez. (Cohetes balísticos calcular las coordenadas a través de giroscopio, integración de datos, pero, una vez puesto en marcha, no es necesario que duran como un teléfono).

Los giroscopios MEMS pueden ayudarle a jugar, pero una vez que hayas desactivado la aplicación que los usa, están fuera.

Tenga en cuenta que algunos dispositivos se han separado angular y lineal de los acelerómetros para los 3 ejes; supongo que sólo angular de los acelerómetros son giroscopios MEMS.

Lineal accelereometers se siente constantemente la Tierra del campo gravitatorio, por lo que es fácil para girar la pantalla correctamente sin el seguimiento de la posición constantemente.

Las flechas que muestran su "absoluta" de la dirección en un smarthpone mapa se basa a menudo en un sensor magnético (como una brújula normal); en movimiento, se puede calcular la dirección de movimiento por coordenadas GPS que el teléfono recibe con regularidad. La presencia de un sensor magnético permite metal buscador de aplicaciones para, por ejemplo, los teléfonos inteligentes Android.

Answer 4

MEM giróscopos no son un tipo específico, pero de una clase, de giróscopos que se imprimen en tarjetas de circuito mediante fotolitografía.Un giroscopios MEMS no se ve como un giroscopio. En realidad, giroscopio MEMS no es una rotación de la estructura, pero una de vibración de la estructura. Cada tipo de giroscopio MEMs tiene alguna forma de la oscilación de componente de donde la acccleration, y por lo tanto cambio de dirección, puede ser detectado. Esto es debido a que, como por la conservación de la proposición no de ley, un objeto que vibra le gusta seguir vibrando en el mismo plano, y cualquier vibración de la desviación puede ser utilizada para obtener un cambio en la dirección.Usted puede obtener una comparación de los MEMS Gyro y el Norte en Busca de Gyro trabajo.