陀螺仪判断角动量守恒的方法，简称陀螺仪，又称角速度传感器，是一种用来测量和控制物体在相对惯性空间中角运动的惯性检测装置。
物理定义是：陀螺仪是利用高速旋转体的动量敏感外壳，在相对惯性空间中围绕与旋转轴正交的一个或两个轴进行角运动检测的装置。
英文名称： 陀螺仪
2、陀螺仪的分类
按原理可分为机电陀螺仪（基于经典力学）和光电陀螺仪（基于现代物理效应）
光电陀螺仪（基于光学效应测量载体的旋转运动）
机电式：高速旋转的机械转子。 高速转子容易出现质量不平衡，易受加速度影响； 启动时间较长，需要一定的预热时间；
MEMS陀螺仪利用定理将旋转物体的角速度转换成与角速度成正比的直流电压信号。
3、陀螺仪的基本构成（以机械陀螺仪为例）
(1)转子：常采用电机(如同步电机、磁滞电机、三相交流电机等)来驱动陀螺转子绕其旋转轴高速旋转，并保持其转速大约为一个常数值。
(2) 旋转轴
(3)云台坐标系（内环和外环）：使陀螺仪旋转轴获得所需的角旋转自由度
(4)力矩电机、信号传感器等。
4、陀螺仪的发展历史：机械→小片状1908年，德国科学家 二战期间，德国1950年代，美国， Stark 实验室1960年代，美国， Craig 1963年，美国1964年，美国状态、陀螺仪应用场景惯性姿态计算手机应用：计步、相机防抖、横竖屏感应切换、升降显示、360°视角显示（可根据方位和角度查看不同视角）手机端（如星空APP）、摇一摇 6、使用陀螺仪/陀螺仪原理的产品/设备
惯性导航设备、体感设备（/wii等）、智能手机、可穿戴设备（智能手表/手环）、飞行器/无人机、电子摄影设备、稳定器、AR/VR、机器人、游戏手柄/游戏手柄、自行车（轮子转得越快，摔倒的可能性就越小）
2、理解程度：陀螺仪的原理是什么？
# 一句话描述：物体旋转时，在不受外力影响的情况下，其旋转轴的方向不会改变。 因此它可以用来测量角位移或角速度。
1.核心工作原理：角动量守恒定律
角动量守恒定律是指当系统的净外力矩为零时，系统的角动量保持不变。
角动量的定义：物体矢量半径与其动量的叉积
(1)向量的计算：叉积和点积
假设a和b是两个向量，它们之间的夹角为θ，则
点积：a·b = abcosθ（标量）
叉积：axb=absinθ（向量，方向由右手螺旋法则确定，四个手指从a向b弯曲，大拇指的方向就是叉积的方向）
(2)角动量的计算：物体矢量半径与动量的叉积
r为矢量直径，数值为物体到旋转中心的距离，方向为旋转中心到物体的方向矢量；
p为动量，其值为物体质量与线速度p=mv的乘积，方向为线速度v的方向；
以该图的方向为例，根据角动量公式，我们可以得到角动量L的方向是垂直向上
(3)陀螺仪角动量守恒
假设陀螺仪不受空气阻力（外力矩总和=0），且陀螺仪与地面的接触面无限小（矢量半径=0），则角动量合矩为0，即即，角动量守恒。
2、陀螺仪基本特性：定轴和进动
(1) 固定轴
当陀螺仪转子高速旋转时，在没有任何外力矩作用于陀螺仪的情况下，陀螺仪旋转轴在惯性空间中的方向保持稳定，即指向固定方向； 同时，它可以抵抗转子轴向的任何变化。 的力量。 这种物理现象称为陀螺仪的轴性或稳定性。
(2)进动
当转子高速旋转时，如果外环轴上作用有外部扭矩，陀螺仪将绕内环轴旋转； 如果外部扭矩作用在内环轴上，陀螺仪将绕外环轴旋转。 其旋转角速度的方向垂直于外部扭矩作用的方向。 这种特性称为陀螺仪的进动。
3. 测量物理量
(1)角速度
测量的物理量是偏转和倾斜时的旋转角速度。
(2) 方向
4、核心参数
5、惯性导航原理
惯性导航利用陀螺仪和加速度计测量载体在惯性参考系中的角速度和加速度，积分计算时间得到速度和相对位置，并将其转换到导航坐标系中，从而结合初始位置信息，您可以获取运营商的当前位置。
3.技术层：产业链、相关算法
代表组件：
= 三轴MEMS陀螺仪+三轴MEMS加速度计+可扩展数字运动处理器DMP
可以进行姿态计算（Pitch、Yaw、Roll角）
1、产业链
美国霍尼韦尔、诺斯罗普·格鲁曼、法国赛峰集团是惯性技术领域的世界顶尖公司。
2.相关算法
(1)姿态融合与四元数
# 什么是姿态融合算法？
@ 姿态融合算法使用陀螺仪和加速度计两个传感器，设计滤波算法分别计算静态和运动状态下的姿态数据。 静止状态时，增加加速度计数据的权重； 运动时，增加陀螺仪数据的权重，以获得更准确的姿态数据。
# 为什么要使用姿态融合算法？
@ 在静态状态下，使用陀螺仪检测角度存在缺陷； 在运动状态下判断角动量守恒的方法，利用加速度计检测角度存在缺陷； 考虑将两种情况结合起来，实现互补。
# 为什么使用四元数？
@ 在姿态融合求解过程中，采用四元数来表示姿态，由三个实数和一个虚数组成。 但一般在数据处理时使用四元数，处理后再转换为欧拉角。
【概念解析】三轴、六轴、九轴[]
