陀螺儀是用來測(cè)量角速率的儀器，在加速度功能基礎(chǔ)上，可以進(jìn)一步發(fā)展，構(gòu)建陀螺儀。
陀螺儀的內(nèi)部原理是這樣的：對(duì)固定指施加電壓，并交替改變電壓，讓一個(gè)質(zhì)量塊做振蕩式來回運(yùn)動(dòng)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生科里奧利加速度，此時(shí)就可以對(duì)其進(jìn)行測(cè)量；這有點(diǎn)類似于加速度計(jì)，解碼方法大致相同，都會(huì)用到放大器。
角速率由科氏加速度測(cè)量結(jié)果決定
- 科氏加速度 = 2 × (w × 質(zhì)量塊速度)
- w是施加的角速率(w = 2 πf)
通過14 kHz共振結(jié)構(gòu)施加的速度（周期性運(yùn)動(dòng)）快速耦合到加速度計(jì)框架
- 科氏加速度與諧振器具有相同的頻率和相位，因此可以抵消低速外部振動(dòng)
該機(jī)械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與加速度計(jì)相似（微加工多晶硅）
信號(hào)調(diào)理（電壓轉(zhuǎn)換偏移）采用與加速度計(jì)類似的技術(shù)
施加變化的電壓來回移動(dòng)器件，此時(shí)器件只有水平運(yùn)動(dòng)沒有垂直運(yùn)動(dòng)。如果施加旋轉(zhuǎn)，可以看到器件會(huì)上下移動(dòng)，外部指將感知該運(yùn)動(dòng)，從而就能拾取到與旋轉(zhuǎn)相關(guān)的信號(hào)。
上面的圖片，只是抽象展示了陀螺儀的工作原理，而真實(shí)的陀螺儀內(nèi)部構(gòu)造是下面這個(gè)樣子，別不小心誤會(huì)了哦~
PS：陀螺儀可以三個(gè)一起設(shè)計(jì)，分別對(duì)應(yīng)于所謂滾動(dòng)、俯仰和偏航。任何了解航空器的人都知道，俯仰是指航空器的上下方向，偏航是指左右方向，滾動(dòng)是指向左或向右翻滾。要正確控制任何類型的航空器或?qū)?，都需要知道這三個(gè)參數(shù)，這就會(huì)用到陀螺儀。它們還常常用于汽車導(dǎo)航，當(dāng)汽車進(jìn)入隧道而失去GPS信號(hào)時(shí)，這些器件會(huì)記錄您的行蹤。
無人機(jī)在飛行作業(yè)時(shí)，獲取的無人機(jī)影像通常會(huì)攜帶配套的POS數(shù)據(jù)。從而在處理中可以更加方便的處理影像。而POS數(shù)據(jù)主要包括GPS數(shù)據(jù)和IMU數(shù)據(jù)，即傾斜攝影測(cè)量中的外方位元素：（緯度、經(jīng)度、高程、航向角（Phi）、俯仰角（Omega）及翻滾角（Kappa））。
GPS數(shù)據(jù)一般用X、Y、Z表示，代表了飛機(jī)在飛行中曝光點(diǎn)時(shí)刻的地理位置。
飛控是由主控MCU和慣性測(cè)量模塊（IMU，Inertial Measurement Unit）組成。IMU提供飛行器在空間姿態(tài)的傳感器原始數(shù)據(jù)，一般由陀螺儀傳感器/加速度傳感器/電子羅盤提供飛行器9DOF數(shù)據(jù)。
IMU中的傳感器用來感知飛行器在空中的姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這有個(gè)專有名詞叫做運(yùn)動(dòng)感測(cè)追蹤，英文Motion Tracking。運(yùn)動(dòng)感測(cè)技術(shù)主要有四種基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)傳感器，下面分別說明其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)感測(cè)追蹤的原理。
微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）
IMU中使用的傳感器基本上都是微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS），是半導(dǎo)體工業(yè)中非常重要的一個(gè)分支。
微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS, Micro-Electro-Mechanical System）是一種先進(jìn)的制造技術(shù)平臺(tái)。微機(jī)電系統(tǒng)是微米大小的機(jī)械系統(tǒng)，是以半導(dǎo)體制造技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的。
我們的四軸飛行器上用到的加速度陀螺儀MPU6050，電子羅盤HMC5883L都是微機(jī)電系統(tǒng)，屬于傳感MEMS分支。傳感MEMS技術(shù)是指用微電子微機(jī)械加工出來的、用敏感元件如電容、壓電、壓阻、熱電耦、諧振、隧道電流等來感受轉(zhuǎn)換電信號(hào)的器件和系統(tǒng)。
加速器（G-sensors）
加速器可用來感測(cè)線性加速度與傾斜角度，單一或多軸加速器可感應(yīng)結(jié)合線性與重力加速度的幅度與方向。含加速器的產(chǎn)品，可提供有限的運(yùn)動(dòng)感測(cè)功能。
加速度計(jì)的低頻特性好，可以測(cè)量低速的靜態(tài)加速度。在我們的飛行器上，就是對(duì)重力加速度g（也就是前面說的靜態(tài)加速度）的測(cè)量和分析，其它瞬間加速度可以忽略。記住這一點(diǎn)對(duì)姿態(tài)解算融合理解非常重要。
當(dāng)我們把加速度計(jì)拿在手上隨意轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，我們看的是重力加速度在三個(gè)軸上的分量值。加速度計(jì)在自由落體時(shí)，其輸出為0。為什么會(huì)這樣呢？這里涉及到加速度計(jì)的設(shè)計(jì)原理：加速度計(jì)測(cè)量加速度是通過比力來測(cè)量，而不是通過加速度。
陀螺儀（Gyros）
陀螺儀是利用高速回轉(zhuǎn)體的動(dòng)量矩敏感殼體相對(duì)慣性空間繞正交于自轉(zhuǎn)軸的一個(gè)或二個(gè)軸的角運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置。利用其他原理制成的角運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置起同樣功能的也稱陀螺儀。
