¿Cuál es la diferencia entre acelerómetros, giroscopios y magnetómetros? Parece que ciertos dispositivos solo tienen acelerómetros, pero aún pueden detectar con precisión la orientación del dispositivo. ¿Cuál es la superposición en los datos del sensor?

Cada uno de los tipos de sensores comunes: acelerómetro, giroscopio, magnetómetro y GPS tiene cierta superposición, pero tiene características diferentes.

Un acelerómetro puede indicarle su inclinación con respecto a la superficie de la tierra (2 ejes) pero no su rumbo. En teoría, si supieras dónde empezaste, podrías sumar la aceleración para darte una estimación de la posición, pero en la práctica, los errores se acumulan muy rápidamente. Pero hasta que se alejen demasiado de la realidad, puede usarlos para estimaciones de posición con una velocidad de cuadro muy alta.

Un magnetómetro puede indicarle su rumbo si lo mantiene paralelo al suelo. Pero combinado con las lecturas de inclinación de un acelerómetro de 3 ejes, puede obtener su rumbo independientemente de cómo sostenga su dispositivo.

Los giroscopios son excelentes para dar velocidad de rotación, pero no tienen una referencia absoluta. Nuevamente, si supiera hacia dónde apuntaba inicialmente, podría obtener estimaciones de orientación de frecuencia de cuadro muy alta. Pero también, va a la deriva rápidamente.

La combinación de aceles más giroscopios le brinda un sistema de navegación inercial, también conocido como unidad de medición inercial. Pero necesita instrumentos de muy alta precisión para que esto sea lo suficientemente preciso como para ser útil durante mucho tiempo. Y si desea obtener una orientación absoluta en relación con las direcciones de la brújula, necesita el magnetómetro

Y luego, si desea obtener también la ubicación de su mapa, agregue un GPS. Estos le dan posición, pero no orientación. Pero solo obtienes datos una vez por segundo, por lo que no podrías dirigir bien un automóvil, avión o cohete. Por lo tanto, fusiona los datos de baja frecuencia, absoluto, GPS y magnetómetro con el giroscopio y el acelerómetro de alta velocidad de fotogramas utilizando algo como un filtro Kalman. Este es un sistema de navegación moderno, y es bastante bueno.

Me detendré antes de traer GPS diferencial, cinemático y basado en fases, lo que lo hace aún mejor usando múltiples receptores GPS y otras mejoras para obtener una precisión aún mayor …

Los acelerómetros miden la aceleración física en relación con la caída libre a lo largo de una dimensión. Un acelerómetro equipado en dispositivos móviles suele ser una unidad de acelerómetro triaxial, en la que tres acelerómetros lineales están alineados en los ejes x, y, z respectivamente y cada uno mide la aceleración a lo largo de su dimensión. Como sabemos que la componente vertical del valor de aceleración de un objeto estacionario debe ser 1-g (9.8m / s ^ 2), podemos calcular el ángulo de inclinación de la unidad (de ahí el objeto al que está unida la unidad) trigonometría. La detección del modo vertical / horizontal en los teléfonos inteligentes se realiza de esta manera. Por otro lado, no se puede conocer la orientación lateral (“guiñada”) de los acelerómetros solo porque solo tenemos la referencia vertical (dirección de gravedad) pero no la referencia horizontal.

Los giroscopios en la electrónica de consumo detectan la velocidad angular (velocidad angular) a lo largo de un eje de rotación. Estos no te dan la orientación absoluta como son (te dan velocidad, o velocidad, no el grado real). Para obtener la orientación de estos sensores, debe “integrar” los valores de velocidad de una orientación inicial conocida. Los giroscopios también suelen ser triaxiales, formando una “unidad de medición inercial” de 6 grados de libertad con acelerómetros de 3 ejes.

Los magnetómetros son simplemente una brújula. Un magnetómetro lineal mide la dirección y la fuerza del campo magnético a lo largo de una dimensión. En ausencia de perturbaciones externas, se puede utilizar para detectar el campo magnético de la tierra, que siempre apunta al norte (magnético). Para los magnetómetros, esta “referencia” también contiene un componente horizontal (“norte”), desde el cual puede leer la orientación lateral del dispositivo, a diferencia de los acelerómetros. Sin embargo, el campo magnético de la tierra es muy débil en comparación con las perturbaciones comunes alrededor (muebles de acero, automóviles que pasan, etc.), por lo que no es una fuente precisa de orientación de guiñada.

El acelerómetro, el giroscopio y el magnetómetro forman la Unidad de medición inercial (IMU). La información obtenida de cada uno de estos sensores se combina para obtener la mejor información de posición, ya que uno es más sensible al otro dependiendo del escenario en el que se está colocando.

La función principal de un acelerómetro es reaccionar y detectar la aceleración lineal. Esto te da la posición directamente. Además, debido a que la atracción gravitacional es la aceleración, esto puede darle la posición del dispositivo perpendicular a la superficie de la tierra. Entonces, el movimiento del dispositivo se puede rastrear usando esto.

El giroscopio básicamente le proporciona los cambios en la orientación rotacional del dispositivo (a partir de una referencia u orientación conocida del dispositivo).

El magnetómetro determina la orientación del dispositivo con respecto a los campos magnéticos de la Tierra.

Como puede ver, el acelerómetro servirá para el propósito en el caso de un dispositivo móvil (ya que puede responder a la orientación de rotación hasta cierto punto), es mejor integrar adecuadamente la información de todos ellos.

Una combinación de los tres, acelerómetro, giroscopio y un magnetómetro forma una unidad de medición inercial.
Un acelerómetro mide la fuerza en cada uno de sus ejes, si es un acelerómetro de 3 ejes, entonces en los tres ejes.
Un giroscopio mide la velocidad angular con respecto al eje del cuerpo.
Y un magnetómetro le brinda la orientación con respecto al norte magnético y al sur magnético de los campos magnéticos de la Tierra.

Las lecturas del sensor de solo un acelerómetro son demasiado ruidosas para cualquier uso productivo, aunque todavía se puede implementar.

Y un giroscopio es propenso a la deriva. Digamos que está inclinado en el eje de guiñada y se detiene después de decir ‘t’ segundos, el giroscopio continuará mostrando alguna variación incluso después de que se detenga.

Pero una combinación de los tres mediante el filtrado kalman o el filtrado complementario puede emitir señales silenciosas y muy utilizables.

Las respuestas aquí son muy buenas, pero nadie mencionó la declinación. El magnetómetro apunta al norte magnético, no al norte verdadero. Para determinar dónde está el norte verdadero, también necesita saber en qué parte de la superficie del planeta se encuentra (es decir, las coordenadas GPS). Dado su lat / long, es posible determinar el desplazamiento del norte magnético que apunta al norte verdadero y, por lo tanto, a los otros puntos de brújula relevantes para el usuario. Como experimento mental, imagine que está a medio camino entre el norte magnético y el norte verdadero; el norte verdadero estaría a 180 grados del norte magnético. Si está parado en el ecuador, la diferencia de ángulo es mucho menor. Eso es declinación.

La tecnología está creciendo al más alto nivel. En estos días, las personas quieren cambiar sus teléfonos inteligentes con frecuencia debido a la actualización e invención de la tecnología en la industria de los teléfonos inteligentes.

La actualización en especificaciones como RAM, almacenamiento interno, sección de cámara y procesador son específicos y el usuario puede comprender fácilmente estos términos.

Pero cuando llegamos a los sensores, que juegan un papel clave en la conversión de un teléfono normal en uno inteligente. El usuario tiene problemas con ciertos términos como sensor de acelerómetros, giroscopio, magnetómetros y sensor de huellas dactilares, etc. Trataré de explicarlo brevemente.

Acelerómetros: el acelerómetro se utiliza para detectar los cambios en la orientación del teléfono inteligente con respecto al ángulo de visión del operador.

Giroscopio: este es el sensor que se utiliza para mantener y controlar la posición, el nivel o la orientación según el principio del momento angular.

Sensor de huellas digitales: los sensores de huellas digitales son un método automatizado para verificar una coincidencia entre dos huellas digitales humanas. Las huellas digitales son una de las muchas formas de biometría utilizadas para identificar a las personas y verificar su identidad.

La fuente de la información son todos los principales sensores utilizados en los teléfonos inteligentes. explica todos los sensores utilizados en los teléfonos inteligentes para simplificar los términos técnicos relacionados con los sensores.

Acelerómetro: cualquier tipo de aceleración lineal, incluida la orientación del dispositivo debido a la aceleración debida a la gravedad de la Tierra. Puede determinar la rotación en algún punto debido a que el sensor en sí mismo a menudo no está en el centro de rotación, causando la aceleración por fuerzas centrípetas. No funciona cuando está en el centro de rotación, no puede distinguir la rotación de la aceleración.

Giroscopio: cualquier rotación, no afectada por la aceleración.

Magnetómetro: orientación y dirección determinando la dirección del campo magnético de la Tierra. Puede ser interferido por el medio ambiente, no funciona en todas partes en la Tierra, potencialmente inútil en un par de décadas debido al cambio de polos.