ICP-10111Invensense ICG-20660L

从力学的观点近似的分析陀螺的运动时，可以把它看成是一个刚体，刚体上有一个方向支点，而陀螺可以绕着这个支点作三个自由度的转动，所以陀螺的运动是属于刚体绕一个**的转动运动。更确切地说，一个绕对称轴高速旋转的飞轮转子叫陀螺。将陀螺安装在框架装置上，使陀螺的自转轴有角转动的自由度，这种装置的总体叫做陀螺仪。
陀螺仪的基本部件有：
（1）陀螺转子（常采用同步电机、磁滞电机、三相交流电机等拖动方法来使陀螺转子绕自转轴高速旋转，并见其转速近似为常值）；
（2）内、外框架（或称内、外环，它是使陀螺自转轴获得所需角转动自由度的结构）；
（3）附件（是指力矩马达、信号传感器等）。

为了方便表示，上图坐标系的Z轴正方向（机腹以及芯片正面）向下，X轴正方向（飞机前进方向）向右。此时芯片的Roll角Φ（）为加速度向量与其在XZ平面上投影(x,0,z)的夹角，Pitch角ω（绿色）与其在YZ平面上投影(0,y,z)的夹角。求两个向量的夹角可用点乘公式： ，简单推导可得：
，以及
注意，因为arccos函数只能返回正值角度，因此还需要根据不同情况来取角度的正负值。当y值为正时，Roll角要取负值，当x轴为负时，Pitch角要取负值。

表示*行器当前飞行姿态的一个通用模型就是建立下图所示坐标系，并用Roll表示绕X轴的旋转，Pitch表示绕Y轴的旋转，Yaw表示绕Z轴的旋转。
由于MPU6050可以获取三个轴向上的加速度，而地球重力则是长期存在且永远竖直向下，因此我们可以根据重力加速度相对于芯片的指向为参考算得当前姿态。
为方便起见，我们让芯片正面朝下固定在上图飞机上，且座标系与飞机的坐标系完全重合，以三个轴向上的加速度为分量，可构成加速度向量a(x,y,z)。假设当前芯片处于匀速直线运动状态，那么a应垂直于地面上向，即指向Z轴负方向，模长为|a|=g=sqrt{X^ 2 +Y^ 2+ z^ 2}。若芯片（座标系）发生旋转，由于加速度向量a仍然竖直向上，所以Z轴负方向将不再与a重合。

陀螺仪传感器是一个简单易用的基于自由空间移动和手势的定位和控制系统，它原本是运用到直升机模型上，现已被广泛运用于手机等移动便携设备。
对于不熟悉这类产品的人来说，陀螺仪传感器是一个简单易用的基于自由空间移动和手势的定位和控制系统。在假想的平面上挥动鼠标，屏幕上的光标就会跟着移动，并可以绕着链接画圈和点击按键。当你正在演讲或离开桌子时，这些操作都能够很方便地实现。 陀螺仪传感器原本是运用到直升机模型上的，已经被广泛运用于手机这类移动便携设备上（IPHONE的三轴陀螺仪技术）。