陀螺仪

陀螺仪是一种传感器，用来测量某物体转得有多快——它的转动速率。如果说加速度计感受的是沿直线被推，那么陀螺仪感受的就是旋转。如果机器人迅速向左转身，它的陀螺仪会报告一个很高的转动速度；当机器人静止不动时，陀螺仪读数接近零。它并不告诉你机器人朝向哪个方向，只告诉你此刻朝向变化得有多快，就像一个测转动的速度计，而不是指南针上的指针。

和它的表亲加速度计一样，现代陀螺仪也是MEMS芯片，里面有刻蚀在硅片中微小的振动结构。其中的窍门微妙却精巧：当一个振动的物体被转动时，它上面会出现一股微弱的侧向力（科里奥利效应），芯片测量这股力，就能算出转动的速度。它内部并没有真正旋转的轮子——只有些微观的部件来回嗡嗡振动，去感知旋转所产生的那一点轻推。

知道了转动速率，机器人就能通过把转动随时间累加起来，算出自己实际的朝向——这个过程叫积分，其实就是不断累积，好比把每一次小小的转动一笔笔记下总账。麻烦在于漂移：每个读数都带着一丝误差，每秒累加成千上万次，会让角度的估计慢慢偏离真相，于是一个无人理会的陀螺仪会慢慢“以为”自己转了，其实并没有。这正是为什么陀螺仪通常要和加速度计搭档放在IMU里，好让重力那股稳定的牵引不断把估计拉回到诚实的轨道上。