Garmin的运动设备中有哪些传感器呢？

冬至过后，正式进入“三九天”。当你以为终于可以心安理得地开启肥宅模式的时候，总有人让你一秒变得毫无底气。比如，跑马比赛一场不落，收集的奖牌比兜里的人民币还多的人▼

又比如，每天朋友圈打卡记录运动小成就的人：上周调整了步频、步幅，前两天控制好了配速，今天终于用30分钟跑完了五公里……

讲真，让人非常羡慕嫉妒恨！不过，可能大家都很好奇，运动设备是如何获取距离、配速等运动数据的？有些设备明明戴在手上，为什么能测出脚下的运动数据呢？打个比方，Garmin的“小绿豆”（GarminRunning Dynamics Pod动态传感器）只需要准确放置在腰部位置，就能够感知步频、步幅、垂直振幅等等细微的脚步动作数据。而这又是怎么做到的呢？

隐藏于其中的玄机就是——传感器。首先，什么是传感器？

传感器（Sensor）是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾）等环境中所生事件或变化，并将探知的信息传递给其他设备（如中央处理器）。更通俗地来说，它就像人体的眼、耳、舌、鼻、身等感官部位，能够感受并将外界事物刺激包括触觉、嗅觉、味觉、听觉、视觉，以及平衡感、空间感、热觉感受等，传递给大脑中枢。传感器的存在和发展，让物体有了距离、高度等概念（比如运动设备），也让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，变得活了起来（比如机器人）。

Garmin的运动设备中有哪些传感器呢？

除了大家都熟悉的GPS传感器外，Garmin设备中常见的传感器主要有陀螺仪、加速度计、电子罗盘和气压计。

1、陀螺仪陀螺仪（Gyro-Sensor）能侦测三轴的重力变化，它通过测量自身的旋转状态判别物体在三维空间的运动状态。也就是说，它可用以判设备当前运动状态，包括向前、向后、向上、向下、向左、向右，加速或减速。借由它测定的信息，最终可以判断设备的移动轨迹和加速度。以前，陀螺仪广泛应用在船舶、飞机与武器航行时的导航用途。如今，许多传感器、稳定器及许多量测仪器都运用了陀螺仪，包括手机和各种穿戴设备。

2、加速度计加速度可以表示运动物体速度变化的快慢。加速度计（G-sensor），顾名思义，是测量加速度的装置。它通过测量组件在某个轴向的受力情况来得到结果，可以感知任意方向上的加速度，表现形式既有加速度大小，也有方向。加速度计的功能与陀螺仪相近却又各有差异：加速度计能侦测物体的移动行为，而陀螺仪只能侦测物体水平改变的状态，无法计算物体移动的剧烈程度。

3、电子罗盘电子罗盘就是利用指南针的定位原理来进行地平方位测量的组件，能够实时提供移动设备的航向和姿态。相比传统罗盘，它不受倾斜与震动影响，还可通过其他组件的辅助校正来提升精确度。导航系统中，如果处在静止的情况下，GPS无法给出航向信息，高精度电子罗盘可以对GPS信号进行有效补偿，即使没有GPS信号也不会迷失方向。

同样，电子罗盘也区别于陀螺仪，陀螺仪是通过惯性原理测量角速度，是动态的量；电子罗盘测量是通过磁电效应测量地球磁场，并解算出方位角（手表的指向或者与地球磁力线之间的夹角），是静态的量。

4、气压计薄膜式气压计是一般最常见的压力感测组件。由于大气压力会随着海拔高度的增加而减少，所以量测数据经过校正与转换后，就可以获得所在地的高度信息。若搭配温度传感器，还能根据测得的温度修正测量结果，提升气压计精确度，大大增加户外及室内运动等不同环境使用的便利。同时,气压计的数据可以辅助GPS，在高架桥下或高楼室内等有障碍物遮挡的区域,可以提升定位速度与精度。

根据以上介绍我们发现，单个传感器的作用非常有限，而Garmin跑表提供的跑步数据（比如，配速、距离、步频、步幅、运动模式、轨迹、海拔等）通常需要多个感应器的协同合作。比如，陀螺仪显示“方向”，加速度计显示“加速度”，两者合起来就是“向量”。搭配电子罗盘显示的“方位”，GPS 显示的“位置”，就能够推算出“位移”；再加上时间，就能得出“活动模式”。

还有轨迹导航的定位功能，也整合了陀螺仪、加速度计、电子罗盘和GPS的数据。因为单独使用陀螺仪和加速度计只能标示向量。加上电子罗盘的“方向”及GPS“定位”，才能精准显示所在位置及动作路径轨迹。

而Garmin Fenix系列手表搭载的ClimbProTM 爬坡曲线功能，必须结合GPS及气压计，才能实时显示用户位置及海拔高度变化。

那么，如何实现各个感应器之间既不互相干扰，又能彼此协作呢？以前，各式传统机械式传感器组件庞大又笨重，通过MEMS (Micro Electro Mechanical System) 微机电系统技术才得以缩小到纳米级的尺寸，再封装成电子芯片。这是手表等小体积设备等搭载各种感应器的基础。同时，Garmin设备采用了多合一电子式传感器，以独到的整合型设计系统使各个感应元器件在工作中互相不受干扰，再结合软件演算出精准的数值，把数据转化为一项又一项的便利服务。

是不是从没想过一块简单的手表还藏着这么多黑科技？每一个便利工具的发明和普及，背后都有无数项技术的支持和工作人员的辛苦付出。正因为如此，Garmin的设备才拥有了多种运动类型的感测判断功能，让运动数据和训练指导变得更易于获取，让普通大众与科学运动更近一步。