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小伙伴有没有想过这些问题，我们的手机如何感受自己的姿态？平时用的导航系统如何实现精准定位？无人机是如何实现空中悬停的？其实这一切问题都离不开一个神奇的传感器—陀螺仪。那么陀螺仪究竟是个什么东西呢？ 陀螺仪是一种用于感测与维持方向的装置，是基于角动量不灭的理论设计出来的，陀螺仪一旦开始旋转，就有抗拒方向改变的趋向。简单来说，我们小时候玩的陀螺便是简单陀螺仪原理的体现。 上图为陀螺仪的简易原理图，在外力的作用下，陀螺在不停自传的同时，围绕另一个固定的转轴不停的旋转。下面看一下神奇的陀螺仪是怎样维持自平衡的。 上面我们看到的是机械式的陀螺，但由于其对加工精度要求很高，怕震动，并且作为基础的导航系统精度不高。后来，随着科技的进步，聪明的人类又发展出激光陀螺仪，光纤陀螺仪，以及微机电陀螺仪（MEMS）。这些东西虽然还叫陀螺仪，但它的原理和传统的机械陀螺仪已经完全是两码事了。
光纤陀螺仪 激光陀螺仪与光纤陀螺仪都是通过光传播的特性，测量光程差计算出旋转的角速度，替代陀螺仪。这两款陀螺仪一般用于对精度要求很高的场合。而平时我们的手机中、汽车导航系统中、无人机、以及可穿戴设备等等，只要需要检测运动状态的地方，就会应用到下面这款微机电陀螺仪（MEMS）。其属于微电子产品，发展迅速，而且成本越来越低。 首先来看一只鸡，对就是鸡！让你万万没想到的是鸡头就是非常完美的陀螺仪，无论你怎么晃动鸡的身体，它总能hold住自己的头。 基于这种原理，这种陀螺仪技术在机器人中也得到了完美应用，比如之前炒得很火的波士顿动力的四足机器人，它的腿在四处跑时头就可以始终保持不动。 而将陀螺仪应用到极致的要数下面这款来自瑞士苏黎世联邦理工学院创造的自平衡正方体机器人Cubli。这款机器人有三个内置转轮，可以沿着不同的轴调整转速和角动量，从而产生足够的动力来保持立方体的平衡。由于有了这三个不同方向的陀螺仪装置，它可以通过不断翻转自己走动；还可以单边、单点站立平衡在平面以及斜面上。
当然，小编上面列举的只是比较有意思的陀螺仪应用。更多的实际电子产品中还是以陀螺仪+加速度传感器的惯性测量单元IMU为主，有了这种惯性测量单元，无论是无人机，手机，还是汽车便都可以识别自身的行驶状态和相对位移了。 |
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