為何說加速計和陀螺儀在平衡車中缺一不可

為何現在流行的體感車、平衡車等新型代步工具，都需要在裡面同時加裝陀螺儀和加速度感測器兩類感測器呢？這兩種感測器單獨的劣勢在哪？二者互補的地方又在哪？今天，西巢便為您簡單解釋這兩類感測器在平衡車姿態測量與控制中缺一不可的原因。

西巢平衡車

加速度感測器：無法完全獲取直立控制所需要的姿態信息

加速度感測器可以測量由地球引力作用或者物體運動所產生的加速度。只需要測量其中一個方向上的加速度值，就可以計算出車傾角。比如使用X軸向上的加速度信號，車直立時，固定加速度器在X軸水平方向，此時輸出信號為零偏電壓信號。當車發生傾斜時，重力加速度g便會在X軸方向形成加速度分量，從而引起該軸輸出信號的變化。但在實際車運行過程中，由於平衡車本身的運動所產生的加速度會產生很大的干擾信號疊加在上述測量信號上，使得輸出信號無法準確反映真正的傾角。因此對於直立控制所需要的姿態信息不能完全由加速度感測器來獲得。

陀螺儀：本身的雜訊所引發的傾角漂移也是個大問題

陀螺儀可以用來測量物體的旋轉角速度。平衡車上安裝陀螺儀，可以測量車傾斜的角速度，將角速度信號進行積分處理便可以得到車的傾角。但是由於陀螺儀本身具有一定雜訊，如果一直積分的話，就會引起傾角漂移。因此對於直立控制所需要的姿態信息，也不能單獨由陀螺儀來積分獲得。

加速度感測器和陀螺儀在姿態測量中的互補性

上面說到的加速度感測器和陀螺儀，這兩種感測器都單獨獲得動態情況下的準確，穩定的姿態，但是這兩種感測器具有互補性，即：加速度感測器在靜態情況下使用效果會好一些，陀螺儀在動態情況下使用，效果會好一些。此時，就需要一種演算法，來將這兩種信號進行有效融合，才能獲取準確的姿態信息。目前，國內的一些平衡車廠家採用的是帶補償的可變模糊卡爾曼濾波演算法，來實現姿態數據的融合，從而獲得在高動態環境下的穩定準確的姿態信息。

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