陀螺儀判斷角動量守恒的方法，簡稱陀螺儀，又稱角速度傳感器，是一種用來測量和控制物體在相對慣性空間中角運動的慣性檢測裝置。
物理定義是：陀螺儀是利用高速旋轉體的動量敏感外殼，在相對慣性空間中圍繞與旋轉軸正交的一個或兩個軸進行角運動檢測的裝置。
英文名稱： 陀螺儀
2、陀螺儀的分類
按原理可分為機電陀螺儀（基于經典力學）和光電陀螺儀（基于現代物理效應）
光電陀螺儀（基于光學效應測量載體的旋轉運動）
機電式：高速旋轉的機械轉子。 高速轉子容易出現質量不平衡，易受加速度影響； 啟動時間較長，需要一定的預熱時間；
MEMS陀螺儀利用定理將旋轉物體的角速度轉換成與角速度成正比的直流電壓信號。
3、陀螺儀的基本構成（以機械陀螺儀為例）
(1)轉子：常采用電機(如同步電機、磁滯電機、三相交流電機等)來驅動陀螺轉子繞其旋轉軸高速旋轉，并保持其轉速大約為一個常數值。
(2) 旋轉軸
(3)云臺坐標系（內環和外環）：使陀螺儀旋轉軸獲得所需的角旋轉自由度
(4)力矩電機、信號傳感器等。
4、陀螺儀的發展歷史：機械→小片狀1908年，德國科學家 二戰期間，德國1950年代，美國， Stark 實驗室1960年代，美國， Craig 1963年，美國1964年，美國狀態、陀螺儀應用場景慣性姿態計算手機應用：計步、相機防抖、橫豎屏感應切換、升降顯示、360°視角顯示（可根據方位和角度查看不同視角）手機端（如星空APP）、搖一搖 6、使用陀螺儀/陀螺儀原理的產品/設備
慣性導航設備、體感設備（/wii等）、智能手機、可穿戴設備（智能手表/手環）、飛行器/無人機、電子攝影設備、穩定器、AR/VR、機器人、游戲手柄/游戲手柄、自行車（輪子轉得越快，摔倒的可能性就越小）
2、理解程度：陀螺儀的原理是什么？
# 一句話描述：物體旋轉時，在不受外力影響的情況下，其旋轉軸的方向不會改變。 因此它可以用來測量角位移或角速度。
1.核心工作原理：角動量守恒定律
角動量守恒定律是指當系統的凈外力矩為零時，系統的角動量保持不變。
角動量的定義：物體矢量半徑與其動量的叉積
(1)向量的計算：叉積和點積
假設a和b是兩個向量，它們之間的夾角為θ，則
點積：a·b = abcosθ（標量）
叉積：axb=absinθ（向量，方向由右手螺旋法則確定，四個手指從a向b彎曲，大拇指的方向就是叉積的方向）
(2)角動量的計算：物體矢量半徑與動量的叉積
r為矢量直徑，數值為物體到旋轉中心的距離，方向為旋轉中心到物體的方向矢量；
p為動量，其值為物體質量與線速度p=mv的乘積，方向為線速度v的方向；
以該圖的方向為例，根據角動量公式，我們可以得到角動量L的方向是垂直向上
(3)陀螺儀角動量守恒
假設陀螺儀不受空氣阻力（外力矩總和=0），且陀螺儀與地面的接觸面無限小（矢量半徑=0），則角動量合矩為0，即即，角動量守恒。
2、陀螺儀基本特性：定軸和進動
(1) 固定軸
當陀螺儀轉子高速旋轉時，在沒有任何外力矩作用于陀螺儀的情況下，陀螺儀旋轉軸在慣性空間中的方向保持穩定，即指向固定方向； 同時，它可以抵抗轉子軸向的任何變化。 的力量。 這種物理現象稱為陀螺儀的軸性或穩定性。
(2)進動
當轉子高速旋轉時，如果外環軸上作用有外部扭矩，陀螺儀將繞內環軸旋轉； 如果外部扭矩作用在內環軸上，陀螺儀將繞外環軸旋轉。 其旋轉角速度的方向垂直于外部扭矩作用的方向。 這種特性稱為陀螺儀的進動。
3. 測量物理量
(1)角速度
測量的物理量是偏轉和傾斜時的旋轉角速度。
(2) 方向
4、核心參數
5、慣性導航原理
慣性導航利用陀螺儀和加速度計測量載體在慣性參考系中的角速度和加速度，積分計算時間得到速度和相對位置，并將其轉換到導航坐標系中，從而結合初始位置信息，您可以獲取運營商的當前位置。
3.技術層：產業鏈、相關算法
代表組件：
= 三軸MEMS陀螺儀+三軸MEMS加速度計+可擴展數字運動處理器DMP
可以進行姿態計算（Pitch、Yaw、Roll角）
1、產業鏈
美國霍尼韋爾、諾斯羅普·格魯曼、法國賽峰集團是慣性技術領域的世界頂尖公司。
2.相關算法
(1)姿態融合與四元數
# 什么是姿態融合算法？
@ 姿態融合算法使用陀螺儀和加速度計兩個傳感器，設計濾波算法分別計算靜態和運動狀態下的姿態數據。 靜止狀態時，增加加速度計數據的權重； 運動時，增加陀螺儀數據的權重，以獲得更準確的姿態數據。
# 為什么要使用姿態融合算法？
@ 在靜態狀態下，使用陀螺儀檢測角度存在缺陷； 在運動狀態下判斷角動量守恒的方法，利用加速度計檢測角度存在缺陷； 考慮將兩種情況結合起來，實現互補。
# 為什么使用四元數？
@ 在姿態融合求解過程中，采用四元數來表示姿態，由三個實數和一個虛數組成。 但一般在數據處理時使用四元數，處理后再轉換為歐拉角。
【概念解析】三軸、六軸、九軸[]
