为什么陀螺仪跟不上手速（平衡性能哪家强）

今天分享给大家几个平衡界的翘楚，首先第一位出场的是鸡头，对，你没看错就是我们家养的鸡的头，看下面这张图你就明白了：

第二位选手是陀螺仪：

压轴出场的这位，相信很多人都看过这张图片：

那么，究竟哪位的平衡能力更好呢？小编分别介绍下它们的工作原理，各位金粉来评判一下！

鸡头防抖

其实鸡头有一种特殊的功能，

就是防抖。

其独一无二的稳定性让各种高科技产品都甘拜下风。

在鸟类中，

头部“防抖”是普遍存在的现象。

当动物个体处于某种视觉环境中时，

它们往往都会本能地将自己的视野中心锁定在某个点，

或某一个物体上。

以鸡为例，

它会在运动时保持头部的稳定，

以便能让自己的视野稳定，看清东西，

也就是人们常说的鸡头防抖原理。

这一原理也被普遍应用于摄像机的防抖功能中。

陀螺仪

陀螺仪是用高速回转体的动量矩敏感壳体相对惯性空间绕正交于自转轴的一个或二个轴的角运动检测装置。利用其他原理制成的角运动检测装置起同样功能的也称陀螺仪。

陀螺仪构造

在一定的初始条件和一定的外在力矩作用下，陀螺会在不停自转的同时，还绕着另一个固定的转轴不停地旋转，这就是陀螺的旋进(precession)，又称为回转效应(gyroscopic effect)。陀螺旋进是日常生活中常见的现象，许多人小时候都玩过的陀螺就是一例。

人们利用陀螺的力学性质所制成的各种功能的陀螺装置称为陀螺仪（gyroscope），它在科学、技术、军事等各个领域有着广泛的应用。比如：回转罗盘、定向指示仪、炮弹的翻转、陀螺的章动、地球在太阳（月球）引力矩作用下的旋进（岁差）等。

而在我们日常生活中应用最广泛的，就是手机里的陀螺仪：

首先就是游戏控制。相比传统重力感应器只能感应左右两个维度的（多轴的重力感应是可以检测到物体竖直方向的转动，但角度难判断）变化，陀螺仪通过对偏转、倾斜等动作角速度的测量，可以实现用手控制游戏主角的视野和方向。比如在飞行游戏中，手机即可作为方向盘控制飞机，只需变换不同角度倾斜手机，飞机就会相应做出上下左右前后的联动。类似的游戏主要以竞速和模拟驾驶类居多。

其次，可以帮助手机摄像头防抖。在我们按下快门时，陀螺仪测量出手机翻转的角度，将手抖产生的偏差反馈给图像处理器，用计算出的结果控制补偿镜片组，对镜头的抖动方向以及位移作出补偿，实现更清晰的拍照效果。

再者，是能辅助GPS进行惯性导航。特别是在没有GPS信号的隧道、桥梁或高楼附近，陀螺仪会测量运动的方向和速度，将速度乘以时间获得运动的距离，实现精确定位导航，并能修正导航线路。这也是目前导航仪和汽车上的标配了。

最后，还可协助用户界面实现动作感应。这也是最常见的功能，比如iOS的动态壁纸，之所以能随着手机角度调整发生偏移，就是靠陀螺仪检测完成的。另外，有些手机还能通过前后倾斜手机实现通讯录的上下滚动，左右倾斜手机实现浏览页面的左右移动或者放大缩小，都是相同的原理。

通过鸡头防抖，工程师们却从中找到了提升防抖稳定器的灵感。结合陀螺仪、加速度计等传感器来检测物体在上下、左右、前后三个轴向上的角度和运动变化，处理器得到反馈后进行运动分解计算，为了保证物体的空间坐标不发生变化，三个关节部位的伺服电机会向着物体移动的反方向进行运转，从而进行精确的运动纠正。由此，最早作为摄像机的稳定器被设计出来的机械防抖云台诞生！效果如下图：

压轴出场的是，可以随意翻转，实现高难度自我平衡的正方体机器人Cubli。

Cubli高度自我平衡机器人

一般来说，正方体被创造出来并不是用来像球状体那样被滚动和随意翻转的。但据The Verge报道，瑞士苏黎世联邦理工学院（ETH）动态系统与控制研究小组创造出一个可以随意翻转，实现高难度自我平衡的正方体机器人Cubli。

该机器人的边长大概6英寸（约15厘米），它可以通过不断翻转自己走动；还可以单边、单点站立平衡在平面以及斜面上。

虽然这是一个可以移动的立方体，但Cubli依然需要依靠一系列的转轮才可以完成那些高难度的平衡动作。该机器人有三个内置的转轮，它们沿着不同的轴调整转速和角动量，从而产生足够的动力来保持立方体的平衡。研究人员说，Cubli的系统里的转轮技术类似于人造卫星在空间站保持平衡。

其中，关键零部件是反应轮，它的作用是由电动马达连接的飞轮，根据不同的旋转速度向着惯性的反方向转动，对，你没看错，就是不倒翁的功能——悬停。就是往哪里倒，就往哪里转。