2.机器人的感知 http://robolab.sjtu.edu.cn 编码器2 scanning scale reticle slits fields Light source Condenser LED lens Grating period Glass scale Notice what happen when the direction changes: Scanning reticle Roference Photovoltaic mark cells 26 RIR.SJTU
26 RIR.SJTU http://robolab.sjtu.edu.cn 编码器 2 2. 机器人的感知
2.机器人的感知 http://robolab.sjtu.edu.cn 导向传感器 。 导向传感器可以是本体感受式的（陀螺仪、倾角罗盘）或外 感受式的（罗盘) ·用来确定机器人的方向和倾斜度 与适当的速度信息结合在一起，把运动合并到位置的估计 能螺转子 >源于船舶导航（称为航位推测法） 航向刻度盘 内环 自转轴 标线 通拖 WW TOMTO 航向陀螺仪结构原理 U
27 RIR.SJTU http://robolab.sjtu.edu.cn 导向传感器 导向传感器可以是本体感受式的（陀螺仪、倾角罗盘）或外 感受式的（罗盘） 用来确定机器人的方向和倾斜度 与适当的速度信息结合在一起，把运动合并到位置的估计 源于船舶导航（称为航位推测法） 2. 机器人的感知
0月 2.机器人的感知 http://robolab.sjtu.edu.cn 罗盘 测量磁场方向 >霍尔效应数字罗盘 使用地球磁场的主要缺点是涉及其他磁性物体所产生的磁场干扰，以及 电子罗盘带宽的限制和对振动的感受性 图4.3数字罗盘：图中所示的为数字/模拟霍尔效应传感器，由Dinsmore公 司提供(http:/dinsmoregroup,com.dico),能廉价(<15美元)产生 感知磁场 28 RIR.SJTU
28 RIR.SJTU http://robolab.sjtu.edu.cn 罗盘 测量磁场方向 霍尔效应数字罗盘 使用地球磁场的主要缺点是涉及其他磁性物体所产生的磁场干扰，以及 电子罗盘带宽的限制和对振动的感受性 2. 机器人的感知
0月N8 2.机器人的感知 http://robolab.sjtu.edu.cn 陀螺仪 ·陀螺仪是导向传感器，它可以用来保持相对于固定参考框架 的方向 。'分成两类：机械陀螺仪和光学陀螺仪 Mechanical Gyroscopes ◆Standard gyro ◆Rated gyro Optical Gyroscopes ◆Rated gyro 29 RIR.SJTU
29 RIR.SJTU http://robolab.sjtu.edu.cn 陀螺仪 陀螺仪是导向传感器，它可以用来保持相对于固定参考框架 的方向 分成两类：机械陀螺仪和光学陀螺仪 2. 机器人的感知
0月8 2.机器人的感知 http://robolab.sjtu.edu.cn 机械陀螺仪 ·外枢轴 轮子 外万向节 机械陀螺仪机械陀螺仪的概念依赖于快速旋转转子的惯性性 内枢轴 质。这种有趣的性质被称作陀螺仪的旋进。如果你试图让快速旋梨 轮子轴承” 的轮子围绕它垂直轴转动，你就会在水平轴上感觉到有刺激的反应 内万向节 这是由与转轮相关的角矩引起的，并会保持陀螺轴惯性地稳定。 应力矩x,和随惯性框架的跟踪稳定性正比于旋转速度ω、旋进速 图4.4双轴机械陀螺仪 2以及轮子的惯量I。 t=Ion (4.5) 如图4.4所见，通过安装一个旋转轮，从外层轴枢到轮轴不能传 输力矩。所以旋转轴是空间稳定（即被固定在惯性参考框架）的。然 而，陀螺轴轴承的残余摩擦引人了小的力矩，因而限制了长期的空间 稳定性，并在整个时间里产生小的误差。高质量的机械陀螺价格高 至100,000美元，角度漂移大约为每6小时0.1度。 30 RIR.SJTU
30 RIR.SJTU http://robolab.sjtu.edu.cn 机械陀螺仪 2. 机器人的感知