陀螺儀常見問題(Gyroscope FAQ)
什麼是陀螺儀(Gyro Sensor)?+
陀螺儀是一種測量物體角速度的感測器,運算後可判斷姿態、角度與旋轉速度。
陀螺儀與加速度計有什麼不同?+
加速度計量測直線加速度,陀螺儀量測角速度。兩者常搭配組成 IMU(慣性測量單元),即可同時量測物體的加速度、傾斜角度與三維姿態(Pitch、Roll、Yaw)。
陀螺儀常見的應用有哪些?+
常見於智慧型手機、無人機、汽車導航、VR/AR 設備與機器人等裝置中。
為什麼現代裝置需要陀螺儀?+
陀螺儀能提供精準的姿態與旋轉資訊,協助實現穩定控制與自然的人機互動。
技術細節
陀螺儀量測的角速度單位是什麼?+
常用單位為「度/秒 (°/s)」或「弧度/秒 (rad/s)」。
什麼是 MEMS 陀螺儀?+
MEMS 陀螺儀利用微機電技術製作,體積小、功耗低,廣泛應用於消費性電子產品。
陀螺儀會有漂移問題嗎?+
會。長時間使用會產生累積誤差(漂移),通常需透過濾波器或搭配其他感測器修正。
常見的濾波方法有哪些?+
包括卡爾曼濾波與互補濾波,用於整合加速度計與陀螺儀數據以提高穩定性。
陀螺儀幾個軸的差別是什麼?+
單軸可測一個方向旋轉,雙軸可測兩個方向,三軸可同時偵測 X、Y、Z 三方向。IMU 通常包含 3 軸加速度計、3 軸陀螺儀,有時加上 3 軸磁力計組成 9 軸系統。
應用與設計
如何在開發中讀取陀螺儀數據?+
多數模組透過 I²C 或 SPI 介面傳輸數據,再由 MCU 或處理器讀取。
陀螺儀在無人機上有什麼作用?+
提供姿態與方向資訊,協助飛行控制系統維持穩定與定位。
手機為什麼能自動旋轉螢幕?+
手機結合加速度計與陀螺儀偵測方向變化,自動調整畫面顯示方向。
如何降低陀螺儀的誤差?+
可透過溫度補償、數據融合與定期校正來降低誤差。
陀螺儀模組有哪些常見型號?+
例如工業級 XSENS MTi 系列:MTi-630(AHRS)、MTi-630-DK(開發套件)、MTi-7(GNSS/INS)、MTi-670/670G、MTi-680G,廣泛應用於 AGV、物流車、無人機與機器人。
學習陀螺儀相關知識需要哪些背景?+
建議具備基礎電子學、訊號處理、控制理論與嵌入式系統等知識。
不同應用應選擇什麼類型的陀螺儀?+
無人搬運車 (AGV):需長時間穩定導航,建議低漂移工業級 IMU,如 XSENS MTi-610/630。
無人物流車 (Delivery AV):適合帶 GNSS/INS 的 XSENS MTi-680 系列,可結合 GPS 與慣性導航。
無人機 (UAV):需即時姿態控制與抗震,建議使用 XSENS MTi-670/670G,具航太級穩定性。