陀螺仪是增强现实 (AR) 系统中的一个关键组件，用于跟踪旋转运动，并确保虚拟内容相对于现实世界保持稳定。 它测量角速度——绕三个轴（俯仰、横滚和偏航）旋转的速度和方向——从而能够精确检测设备在 3D 空间中的移动方式。当与加速度计和磁力计等其他传感器结合使用时，陀螺仪有助于创建对设备方向的全面了解。 这种实时数据使 AR 应用程序能够无缝地调整虚拟对象的位置和视角，从而防止数字环境和物理环境之间出现令人迷失方向的不匹配。 如果没有陀螺仪，AR 系统将难以在快速或细微的运动期间保持对齐，从而导致不和谐的视觉错误。
例如，在 Microsoft HoloLens 或 Meta Quest 等头戴式 AR 显示器中，陀螺仪会检测用户何时向左转头或向上倾斜。 此数据会立即处理，以重新定位虚拟元素（例如浮动菜单或 3D 模型），以便它们在空间中看起来是固定的，即使在用户移动时也是如此。 同样，在 Pokémon GO 等基于智能手机的 AR 应用程序中，陀螺仪可确保当手机旋转时，虚拟角色保持锚定在真实世界的表面上。 陀螺仪的高频更新（通常每秒数百次测量）对于处理快速运动（例如突然转头）特别有价值，在这种情况下，加速度计等较慢的传感器可能会引入延迟。 通过优先使用陀螺仪数据进行旋转跟踪，AR 系统可以最大限度地减少延迟，这对于保持用户舒适度和沉浸感至关重要。
但是，仅靠陀螺仪不足以实现完美的稳定性。 由于传感器噪声或校准问题，它们会随着时间的推移积累小误差（漂移）。 开发人员通过使用 Kalman 滤波器等算法将陀螺仪数据与来自加速度计（用于线性运动）和磁力计（用于指南针方向）的输入融合来解决此问题。 例如，ARKit 和 ARCore 使用传感器融合来校正漂移并优化方向估计。 此外，一些系统采用视觉跟踪（通过摄像头）来交叉验证传感器数据与现实世界的特征，从而进一步稳定虚拟内容。 优化这些交互需要平衡计算效率和准确性——这是开发人员在移动 AR 应用程序等资源受限的设备上工作时的一个关键考虑因素。 正确的校准和降噪技术（例如低通滤波陀螺仪数据）对于确保各种硬件功能的可靠性能也至关重要。