浅谈加速度传感器在运动跟踪方面的两个缺点

　　我们知道，三轴加速度传感器，是一种通过测量给定直线轴向的弹簧上的力，来检测直线加速度和重力矢量的。加速度传感器是第一种出现在大批量应用中的MEMS传感器，可以用来实现汽车中的气囊部署、照相机中的图像防抖和笔记本中的自由落体检测等功能。

MEMS陀螺仪，资料图

　　其中，任天堂的Wii游戏机是第一种引入加速度传感器作为用户输入设备的主要消费产品，可以提供手势识别、基本的运动跟踪和控制器定位等功能。目前基于很多因素的共同作用，加速度传感器已经在智能手机和平板电脑中十分普及，包括检测设备朝向、将屏幕从竖屏调整到横屏然后再调整回来等功能。

　　当然，目前，加速度传感器在运动跟踪方面也有它自身的缺点，主要体现在两个方面：

图一：进重力矢量和围绕轴的航向、倾斜和滚动。资料图。

　　一是加速度传感器不能建立绝对或相对的航向。

　　当安装在一个固定的设备中时，三轴加速度传感器可以测量单个加速度轴上的加速度。如图一所示，当处于固定状态时，可以根据垂直重力加速度矢量计算出滚动和倾斜角度。然而，航向是围绕Z轴得到的，无法从重力矢量计算出航向。因此，加速度传感器不能提供航向。

图二：消费级和工业级加速度传感器噪声。资料图。

　　二是加速度传感器对运动太过敏感，极易导致手的抖动。

　　在较短的时间内，这个缺点是非常令人恼火的，因为它意味着光标或屏幕渲染的目标也会抖动。几分钟以上的抖动将导致显着的累积方向或位置误差，特别是当加速度传感器的噪声与抖动在相同数量级时。如图二显示，目前，市场上广泛使用的低成本消费级加速度传感器的噪声要比价格更高、体积更大、功耗更高的工业级加速度传感器大得多。