ເຄື່ອງ ແທກ ຄວາມ ໄວ ແລະ gyroscopes ເປັນ ເຄື່ອງ ຮູ້ສຶກ ການ ເຄື່ອນ ໄຫວ ທີ່ ວັດ ແທກ ການ ເຄື່ອນ ໄຫວ ແລະ ທິດ ທາງ. ເຄື່ອງແທກຄວາມໄວຮູ້ສຶກເຖິງການເຄື່ອນເຫນັງຂອງເສັ້ນຊື່ແລະແຮງດຶງດູດ, ໃນຂະນະທີ່ gyroscopes ຈັບຄວາມໄວຂອງການຫມູນວຽນ. ເມື່ອ ໃຊ້ ນໍາ ກັນ, ມັນ ຈະ ບັນຍາຍ ເຖິງ ການ ເຄື່ອນ ໄຫວ ຢ່າງ ຖືກຕ້ອງ ແລະ ຫມັ້ນຄົງ ຫລາຍ ຂຶ້ນ. ບົດຄວາມນີ້ອະທິບາຍເຖິງວິທີທີ່ sensor ເຫຼົ່ານີ້ເຮັດວຽກ, ການອອກແບບພາຍໃນ, ຜົນອອກຂໍ້ມູນ, ຄວາມຜິດພາດ, ການປັບປຸງ, ແລະ ວິທີທີ່ມັນຖືກປະກອບເຂົ້າກັນ, ໃຫ້ຂໍ້ມູນກ່ຽວກັບຫົວຂໍ້.
ຄ1. ພາບລວມຂອງ Accelerometers ແລະ Gyroscopes
ຄ2. ການວັດແທກຄວາມໄວໃນການສັງເກດການເຄື່ອນໄຫວ
ຄ3. ການເຮັດວຽກພາຍໃນຂອງ MEMS Accelerometers
ຄ4. ການວັດແທກການຫມູນວຽນຂອງ Gyroscope ໃນການສັງເກດການເຄື່ອນໄຫວ
ຄ5. ຜົນກະທົບ Coriolis ໃນ MEMS Gyroscopes
ຄ6. ແກນຂອງเซ็นเซอร์ແລະທິດທາງໃນການຕິດຕາມການເຄື່ອນໄຫວ
ຄ7. ຜົນອອກຂໍ້ມູນ ແລະ ການຕິດຕໍ່ພົວພັນໃນ accelelerometers ແລະ gyroscopes
ຄ8. ລາຍລະອຽດດ້ານການດໍາເນີນງານສໍາລັບ Accelerometers ແລະ Gyroscopes
ຄ9. Sensor Fusion ໂດຍໃຊ້ Accelerometers ແລະ Gyroscopes
ຄ10. ການ ທົດ ສອບ ແລະ ການ ແກ້ ໄຂ ຄວາມ ໄວ ແລະ gyroscopes
ຄ11. ສະຫລຸບ
ຄ12. ຄໍາຖາມທີ່ຖາມເລື້ອຍໆ [FAQ]
ພາບລວມຂອງ Accelerometers ແລະ Gyroscopes
Accelerometers ແລະ gyroscopes ເປັນເຄື່ອງສັງເກດການເຄື່ອນໄຫວທີ່ໃຊ້ເພື່ອວັດແທກການເຄື່ອນໄຫວແລະທິດທາງ. ເຄື່ອງ ແທກ ຄວາມ ໄວ ຈະ ພົບ ເຫັນ ຄວາມ ໄວ ຂອງ ເສັ້ນ ທາງ, ຮ່ວມ ທັງ ການ ປ່ຽນ ແປງ ຄວາມ ໄວ ແລະ ທິດ ທາງ ຕາມ ເສັ້ນ ທາງ ຊື່. Gyroscopes ວັດແທກຄວາມໄວຂອງມຸມມຸມ, ບັນຍາຍເຖິງຄວາມໄວຂອງວັດຖຸທີ່ຫມູນອ້ອມແກນ.
ເມື່ອປະກອບເຂົ້າກັນ, sensor ເຫຼົ່ານີ້ໃຫ້ພາບການເຄື່ອນໄຫວທີ່ຄົບຖ້ວນໂດຍການจับคู่ຂໍ້ມູນການເຄື່ອນເຫນັງກັບພຶດຕິກໍາການຫມູນວຽນ, ປັບປຸງຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງທິດທາງແລະຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງການເຄື່ອນໄຫວ.
ການວັດແທກຄວາມໄວໃນການສັງເກດການເຄື່ອນໄຫວ
ເຄື່ອງແທກຄວາມໄວວັດແທກຄວາມໄວທີ່ກະທົບໃສ່ວັດຖຸເມື່ອເວລາຜ່ານໄປ. ພະລັງເຫຼົ່ານີ້ລວມເຖິງຄວາມໄວຕາມການເຄື່ອນເຫນັງແລະຄວາມໄວຂອງແຮງດຶງດູດທີ່ບໍ່ປ່ຽນແປງ. ເພາະ ແຮງ ດຶງ ດູດ ມີ ຢູ່ ສະ ເຫມີ, ເຄື່ອງ ແທກ ຄວາມ ໄວ ກໍ ສາມາດ ກໍານົດ ຄວາມ ອຽງ ແລະ ທິດ ທາງ ພື້ນຖານ ໄດ້.
ຄວາມໄວແລະຕໍາແຫນ່ງໄດ້ມາຈາກການລວມຂໍ້ມູນຄວາມໄວທາງຄະນິດສາດເມື່ອເວລາຜ່ານໄປ. ຄວາມ ຜິດພາດ ເລັກ ນ້ອຍ ຈະ ເພີ່ມ ທະວີ ຂຶ້ນ ໃນ ລະຫວ່າງ ຂັ້ນຕອນ ນີ້, ຈໍາກັດ ເຄື່ອງ ແທກ ຄວາມ ໄວ ໃຫ້ ຕິດຕາມ ການ ເຄື່ອນ ໄຫວ ໃນ ໄລຍະ ສັ້ນໆ ແລະ ອ້າງ ເຖິງ ທິດ ທາງ ແທນ ທີ່ ຈະ ຕັ້ງ ຕໍາ ແຫນ່ງ ອັນ ຍາວ ນານ ທີ່ ແນ່ນອນ.
ການເຮັດວຽກພາຍໃນຂອງ MEMS Accelerometers
ເຄື່ອງແທກຄວາມໄວທີ່ທັນສະໄຫມສ່ວນຫຼາຍຖືກສ້າງຂຶ້ນໂດຍໃຊ້ເຕັກໂນໂລຊີ MEMS. ຢູ່ ໃນ ອຸປະກອນ, ກຸ່ມ ນ້ອຍໆ ຖືກ ຫ້ອຍ ຢູ່ ໂດຍ ໂຄງ ຮ່າງ ທີ່ ງ່າຍ. ເມື່ອເກີດຄວາມໄວ, ມວນນີ້ຈະເຄື່ອນຍ້າຍຫນ້ອຍຫນຶ່ງຈາກຕໍາແຫນ່ງທີ່ພັກເຊົາ.
ການເຄື່ອນເຫນັງປ່ຽນແປງຄວາມສາມາດທາງໄຟຟ້າລະຫວ່າງທາດພາຍໃນ. ການປ່ຽນແປງນີ້ຖືກປ່ຽນເປັນສັນຍານໄຟຟ້າທີ່ສົມທຽບກັບຄວາມໄວ. ການກໍ່ສ້າງ MEMS ເຮັດໃຫ້ມີຂະຫນາດນ້ອຍ, ໃຊ້ພະລັງງານຕ່ໍາ ແລະ ລວມເຂົ້າກັບ gyroscopes ໂດຍກົງໃນລະບົບການເຄື່ອນໄຫວ.
ການວັດແທກການຫມູນວຽນຂອງ Gyroscope ໃນ Motion Sensing
gyroscope ວັດແທກການຫມູນວຽນໂດຍການຮູ້ສຶກວ່າສິ່ງໃດສິ່ງຫນຶ່ງຫມູນອ້ອມແກນໄວສໍ່າໃດ. ມັນ ລາຍ ງານ ເຖິງ ຄວາມ ໄວ ຂອງ ມຸມ, ບໍ່ ແມ່ນ ມຸມ ຫລື ທິດ ທາງ ທີ່ ແນ່ນອນ. ເພື່ອຊອກຫາທິດທາງ, ຂໍ້ມູນການຫມູນວຽນນີ້ຕ້ອງຖືກຄິດໄລ່ເມື່ອເວລາຜ່ານໄປ, ຊຶ່ງອະນຸຍາດໃຫ້ລະບົບຕິດຕາມການປ່ຽນແປງຂອງທິດທາງ.
Gyroscopes ເຫມາະສົມສໍາລັບການກວດສອບການຫມູນວຽນທີ່ວ່ອງໄວ ແລະ ສະດວກ. ໃນໄລຍະເວລາດົນນານ, ການຊົດເຊີຍເລັກນ້ອຍໃນສັນຍານສາມາດສະສົມໄດ້. ເນື່ອງຈາກພຶດຕິກໍານີ້, gyroscopes ຈຶ່ງຖືກຄູ່ກັບເຄື່ອງວັດແທກຄວາມໄວເພື່ອຂໍ້ມູນການຫມູນວຽນສາມາດສົມດຸນກັບການເຄື່ອນເຫນັງແລະການຮູ້ສຶກທິດທາງ.
ຜົນກະທົບ Coriolis ໃນ MEMS Gyroscopes
MEMS gyroscopes ວັດແທກການຫມູນວຽນໂດຍໃຊ້ຜົນກະທົບທາງກາຍະພາບທີ່ເອີ້ນວ່າຜົນກະທົບ Coriolis. ຢູ່ ໃນ sensor, ໂຄງ ຮ່າງ ນ້ອຍໆ ຖືກ ສ້າງ ຂຶ້ນ ເພື່ອ ສັ່ນ ສະ ເທືອນ ໃນ ອັດຕາ ທີ່ ຫມັ້ນຄົງ. ເມື່ອການຫມູນວຽນເກີດຂຶ້ນ ການສັ່ນສະເທືອນນີ້ຈະຖືກຊຸກໄປທາງຂ້າງໂດຍພະລັງເພີ່ມເຕີມທີ່ເກີດຈາກການເຄື່ອນເຫນັງ.
ການເຄື່ອນເຫນັງທາງຂ້າງກ່ຽວຂ້ອງໂດຍກົງກັບຄວາມໄວຂອງການຫມູນວຽນ. Sensor ພາຍໃນອຸປະກອນຈະສັງເກດເຫັນການເຄື່ອນເຫນັງນີ້ແລະປ່ຽນເປັນສັນຍານໄຟຟ້າ. ສັນຍານນີ້ສະແດງເຖິງຄວາມໄວຂອງມຸມແລະເຮັດວຽກຮ່ວມກັບຂໍ້ມູນຄວາມໄວເພື່ອບັນຍາຍການເຄື່ອນເຫນັງແລະທິດທາງ.
Sensor Axes ແລະ Orientation ໃນ Motion Tracking
• ເຄື່ອງແທກຄວາມໄວ ແລະ gyroscopes ສາມາດວັດແທກການເຄື່ອນເຫນັງຕາມແກນຫນຶ່ງ, ສອງແກນ ຫຼື ສາມແກນ
• Sensor ສາມແກນຈະตรวจจับການເຄື່ອນເຫນັງແລະການຫມູນວຽນຕາມທິດທາງ X, Y ແລະ Z
• ທິດທາງຂອງແກນຖືກກໍານົດໂດຍໂຄງສ້າງພາຍໃນຂອງ sensor, ບໍ່ແມ່ນໂດຍຮູບຊົງພາຍນອກ
• ການວາງແຜນແກນທີ່ບໍ່ຖືກຕ້ອງເຮັດໃຫ້ເກີດການອ່ານການເຄື່ອນໄຫວແລະການຫມູນວຽນທີ່ບໍ່ຖືກຕ້ອງ
ການອອກຂໍ້ມູນ ແລະ ການຕິດຕໍ່ພົວພັນໃນ accelelerometers ແລະ gyroscopes
| ລັກສະນະ | ທາງເລືອກທົ່ວໄປ | ຈຸດປະສົງ |
|---|---|---|
| ປະເພດຜົນຜະລິດ | Analog, Digital | ກໍານົດວິທີການໃຫ້ຂໍ້ມູນການເຄື່ອນໄຫວແລະການຫມູນວຽນ |
| Digital Interfaces | I²C, SPI | ອະນຸຍາດໃຫ້ accelerometers ແລະ gyroscopes ສົ່ງຂໍ້ມູນໄປໃຫ້ລະບົບຄວບຄຸມ |
| ການຈັດການຂໍ້ມູນ | FIFO, ຂັດຂວາງ | ຊ່ວຍຈັດການການຫຼັ່ງໄຫຼຂອງຂໍ້ມູນ ແລະ ຫລຸດຜ່ອນພາລະຫນັກຂອງຂະບວນການ |
| ຂະບວນການພາຍໃນ | ການຕອງ, ການຂະຫຍາຍຕົວ | ເຮັດໃຫ້ສັນຍານຂອງ sensor ໃຊ້ໄດ້ງ່າຍຂຶ້ນ ແລະ ຫມັ້ນຄົງກວ່າ |
ລາຍລະອຽດດ້ານການດໍາເນີນງານສໍາລັບ accelerometers ແລະ gyroscopes
| ລາຍລະອຽດ | ຜົນກະທົບຂອງເຄື່ອງແທກຄວາມໄວ | ຜົນກະທົບຂອງ Gyroscope |
|---|---|---|
| ຂອບເຂດວັດແທກ | ກໍານົດຂໍ້ຈໍາກັດສໍາລັບຄວາມໄວທີ່ສາມາດກວດສອບໄດ້ | ກໍານົດຂໍ້ຈໍາກັດສໍາລັບການວັດແທກຄວາມໄວຂອງການຫມູນວຽນ |
| ຄວາມຮູ້ສຶກໄວ | ກໍານົດວ່າຈະແກ້ໄຂການປ່ຽນແປງການເຄື່ອນໄຫວເລັກນ້ອຍໄດ້ແນວໃດ | ກໍານົດວ່າຈະແກ້ໄຂການປ່ຽນແປງເລັກນ້ອຍຂອງການຫມູນວຽນໄດ້ແນວໃດ |
| ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງສຽງ | ມີຜົນກະທົບຕໍ່ຄວາມສາມາດໃນການກວດສອບການເຄື່ອນໄຫວນ້ອຍໆ | ມີຜົນກະທົບຕໍ່ຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງການຫມູນວຽນເມື່ອເວລາຜ່ານໄປ |
| ອະຄະຕິ | ສ້າງ offset ທີ່ປະກົດວ່າເປັນຄວາມໄວປອມ | ສ້າງ offset ທີ່ ນໍາ ໄປ ສູ່ ມຸມ ມອງ |
| ອຸນຫະພູມ | ເຮັດໃຫ້ຜົນຜະລິດປ່ຽນແປງເມື່ອອຸນຫະພູມປ່ຽນແປງ | ເຮັດໃຫ້ຄວາມຜິດພາດຂອງການຫມູນວຽນເພີ່ມຂຶ້ນເມື່ອຮ້ອນ |
Sensor Fusion ໂດຍໃຊ້ Accelerometers ແລະ Gyroscopes
ເຄື່ອງ ແທກ ຄວາມ ໄວ ແລະ gyroscopes ຈະ ທໍາ ງານ ໄດ້ ດີ ທີ່ ສຸດ ເມື່ອ ໃຊ້ ນໍາ ກັນ. ເຄື່ອງວັດແທກຄວາມໄວໃຫ້ຂໍ້ອ້າງອີງທີ່ຫມັ້ນຄົງໂດຍອີງໃສ່ແຮງດຶງດູດແລະການເຄື່ອນເຫນັງ, ໃນຂະນະທີ່ gyroscope ຕິດຕາມການຫມູນວຽນຢ່າງສະດວກສະບາຍແລະຕອບສະຫນອງຕໍ່ການປ່ຽນແປງຢ່າງວ່ອງໄວ. Sensor ແຕ່ລະຫນ່ວຍວັດແທກສ່ວນຂອງການເຄື່ອນເຫນັງທີ່ແຕກຕ່າງກັນ ແລະແຕ່ລະຢ່າງມີຂີດຈໍາກັດເມື່ອໃຊ້ຄົນດຽວ.
ເມື່ອສັນຍານຂອງມັນລວມເຂົ້າກັນ, ຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງ sensor ຫນຶ່ງຈະຊ່ວຍຫລຸດຜ່ອນຄວາມອ່ອນແອຂອງອີກອັນຫນຶ່ງ. ຂະບວນການນີ້ຊ່ວຍປັບປຸງຄວາມຫມັ້ນຄົງແລະຮັກສາຂໍ້ມູນການເຄື່ອນໄຫວແລະທິດທາງໃຫ້ຖືກຕ້ອງເມື່ອເວລາຜ່ານໄປ.
ການທົດສອບ ແລະ ການແກ້ໄຂຄວາມໄວ ແລະ Gyroscopes
| ປະເດັນ | ສາເຫດທີ່ເປັນໄປໄດ້ | ການ ກະທໍາ |
|---|---|---|
| ການອ່ານຄວາມໄວທີ່ບໍ່ປ່ຽນແປງ | ຄວາມລໍາອຽງ Offset | ດໍາເນີນການປະເມີນ zero ໃນຂະນະທີ່ຢຸດຢູ່ |
| ຄວາມຜິດພາດທາງດ້ານທິດທາງ | Axis mismatch | ກວດສອບຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງແກນ sensor |
| ມຸມມຸມ | ຄວາມລໍາອຽງຂອງ Gyroscope | ວັດແທກ ແລະ ແກ້ໄຂຄວາມອະຄະຕິທີ່ພັກຜ່ອນ |
| ຂໍ້ ມູນ ທີ່ ມີ ສຽງ ດັງ | Bandwidth ຕັ້ງໄວ້ສູງເກີນໄປ | ນໍາໃຊ້ການກວດສອບທີ່ເຫມາະສົມ |
| Random spikes | ສຽງດັງຂອງອຸປະກອນໄຟຟ້າ | ປັບປຸງການແຍກພະລັງງານ ແລະ ຄວາມຫມັ້ນຄົງ |
ການສະຫລຸບ
ເຄື່ອງແທກຄວາມໄວວັດແທກການເຄື່ອນເຫນັງແລະແຮງດຶງດູດ, ໃນຂະນະທີ່ gyroscopes ຕິດຕາມການຫມູນວຽນເມື່ອເວລາຜ່ານໄປ. Sensor ແຕ່ລະຫນ່ວຍມີຂີດຈໍາກັດ, ລວມທັງສຽງດັງ, ຄວາມລໍາອຽງ ແລະ ຜົນກະທົບຂອງອຸນຫະພູມ. ການຈັດຕຽມແກນທີ່ຖືກຕ້ອງ, ການປັບປຸງທີ່ເຫມາະສົມ ແລະ ການປະສົມປະສານຂອງเซ็นเซอร์ຊ່ວຍຫລຸດຜ່ອນຄວາມຜິດພາດ. ເມື່ອ ເຂົ້າ ໃຈ ແລະ ນໍາ ໃຊ້ ນໍາ ກັນ, sensor ເຫລົ່າ ນີ້ ຈະ ໃຫ້ ການ ວັດ ແທກ ການ ເຄື່ອນ ໄຫວ ແລະ ທິດ ທາງ ທີ່ ໄວ້ ວາງ ໃຈ ໄດ້.
ຄໍາຖາມທີ່ຖາມເລື້ອຍໆ [FAQ]
ອັດຕາການເອົາຕົວຢ່າງຄວບຄຸມແນວໃດໃນເຄື່ອງແທກຄວາມໄວ ແລະ gyroscopes?
ມັນ ຄວບ ຄຸມ ວ່າ ຂໍ້ ມູນ ການ ເຄື່ອນ ໄຫວ ຈະ ຖືກ ວັດ ແທກ ເລື້ອຍໆ. ອັດຕາ ຕ່ໍາ ພາດ ການ ເຄື່ອນ ໄຫວ ໄວ, ໃນ ຂະນະ ທີ່ ອັດຕາ ສູງ ຈະ ເພີ່ມ ສຽງ ດັງ ແລະ ສົ່ງ ຂໍ້ ມູນ ເພີ່ມ ເຕີມ.
ໄລຍະການເຄື່ອນໄຫວຂອງເຄື່ອງຮູ້ສຶກການເຄື່ອນໄຫວແມ່ນຫຍັງ?
Dynamic range ແມ່ນການເຄື່ອນໄຫວທີ່ນ້ອຍທີ່ສຸດເຖິງໃຫຍ່ທີ່ສຸດທີ່ sensor ສາມາດວັດແທກໄດ້ຢ່າງຖືກຕ້ອງ. ຂອບ ເຂດ ທີ່ ແຄບ ເຮັດ ໃຫ້ ມີ ການ ຕັດ ຫລື ສູນ ເສຍ ລາຍ ລະອຽດ ຂອງ ການ ເຄື່ອນ ໄຫວ ນ້ອຍໆ.
ສະຖານທີ່ຕິດຕັ້ງ sensor ສໍາຄັນບໍ?
ແມ່ນແລ້ວ. ການວາງທີ່ບໍ່ດີຫຼືຄວາມເຄັ່ງຕຶງທາງກົນຈັກສາມາດບິດເບືອນການອ່ານແລະເພີ່ມການເຄື່ອນເຫນັງທີ່ບໍ່ຖືກຕ້ອງ.
ເປັນຫຍັງຄວາມຫມັ້ນຄົງໃນໄລຍະຍາວຈຶ່ງສໍາຄັນ?
ມັນ ຮັກສາ ການ ວັດ ແທກ ໃຫ້ ສະ ຫມ່ໍາສະ ເຫມີ ເມື່ອ ເວລາ ຜ່ານ ໄປ. ການປ່ຽນແປງເລັກໆນ້ອຍໆໃນຜົນຜະລິດສາມາດລົດຄວາມຖືກຕ້ອງໄດ້ຢ່າງຊ້າໆ.
ຄຸນນະພາບຂອງພະລັງງານມີຜົນກະທົບແນວໃດຕໍ່ຜົນຜະລິດຂອງ sensor?
ພະລັງ ທີ່ ບໍ່ ຫມັ້ນຄົງ ຈະ ເພີ່ມ ສຽງ ດັງ ແລະ ເພີ່ມ ທະວີ ຂຶ້ນ ໃນ ສັນຍານ. ພະລັງ ທີ່ ສະອາດ ຈະ ເພີ່ມ ຄວາມ ຖືກຕ້ອງ.
ປັດໄຈພາຍນອກອັນໃດແດ່ທີ່ສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ປະສິດທິພາບຂອງເຄື່ອງມືການເຄື່ອນໄຫວ?
ຄວາມຊຸ່ມເຢັນ, ຄວາມສັ່ນສະເທືອນ, ຄວາມເຄັ່ງຕຶງທາງດ້ານເຄື່ອງຈັກ ແລະ ການແຊກແຊງທາງເອເລັກໂຕຣນິກສາມາດປ່ຽນແປງການອ່ານຂອງ sensor.