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

• GPS 接收器 ：GPS 基础设施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，在室内效果不佳。它适用于长距离户外机器人，如自动割草机、飞行或游泳机器人。为获得良好性能，建议搭配外部 GPS 天线。此外，具有实时动态（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） ：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，常与磁强计配合使用，集成磁强计的 IMU 有时称为 9DoF IMU。计算三维方向需要复杂的传感器融合，建议使用能在板上进行传感器融合的 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。DIY Arduino 项目中的惯性传感器通常基于微机电系统（MEMS）技术，体积小、坚固且成本低。

2. 常见传感器接口及代码示例

• GPIO - 适用于简单传感器
  • 数字输入 ：简单按钮或开关有两个触点，闭合时连接，断开时不连接。读取开关状态，只需将其一端连接到 Arduino 数字引脚，另一端连接到 GND。在程序的 setup() 函数中，将引脚配置为数字输入并启用内部上拉电阻。使用 digitalR