6、让机器人通过传感器感知世界

让机器人通过传感器感知世界

1. 常用传感器介绍

在机器人开发中，有几种传感器非常实用，下面为你详细介绍：
- GPS 接收器 ：GPS 基础设施的组件是令人惊叹的技术杰作。不过，GPS 信号较弱，接收器需要直接对准天空，室内使用效果不佳。对于大范围活动的户外机器人，如自动割草机、飞行或游泳机器人，GPS 定位非常有用。为获得良好性能，建议将接收器与外部 GPS 天线搭配使用。此外，还有具备实时动态（RTK）功能的 GPS 接收器，可实现约 10 厘米的定位精度，但价格昂贵。
- 惯性测量单元（IMU） ：IMU 由加速度计和陀螺仪等至少两种惯性传感器组成。加速度计测量线性加速度，通常为三维；陀螺仪测量绝对旋转速率，也是三维。IMU 常用于估计机器人的三维方向，如偏航、俯仰和滚动角度。为避免偏航轴测量漂移，IMU 常与磁强计配合使用，集成磁强计的 IMU 有时被称为 9DoF IMU。计算三维方向需要复杂的传感器融合，Arduino 微控制器处理这些计算可能较为吃力，因此最好使用自带传感器融合功能的 IMU。

IMU 对稳定自主飞机、四旋翼无人机以及两轮自平衡或步行机器人至关重要。加速度计和陀螺仪也可单独使用，例如记录火箭飞行时的加速度或控制旋转 LiDAR 的旋转速度。DIY Arduino 项目中使用的惯性传感器通常基于微机电系统（MEMS）技术，体积小、坚固且价格便宜。

2. 常见传感器接口及代码示例

了解了一些有用的传感器后，接下来要掌握如何与它们通信。Arduino 板（如 Arduino Uno）有多种接口，Arduino IDE 提供了方便使用这些