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機(jī)器人姿態(tài)傳感器如今正在向智能化的方向發(fā)展，而智能化則建立在傳感器所采集的信息基礎(chǔ)之上，因此姿態(tài)傳感器在智能機(jī)器人的研究和發(fā)展中起著舉足輕重的作用。

移動(dòng)機(jī)器人姿態(tài)傳感器可以被定義為一種能把機(jī)器人目標(biāo)物特性變換為電量輸出的裝置。機(jī)器人姿態(tài)通過(guò)傳感器實(shí)現(xiàn)類(lèi)似于人類(lèi)的知覺(jué)作用。內(nèi)部傳感器用來(lái)檢測(cè)機(jī)器人本身狀態(tài)的傳感器，以調(diào)整和控制機(jī)器人。內(nèi)部傳感器通常由位置、姿態(tài)、壓力及加速度傳感器構(gòu)成。

機(jī)器人姿態(tài)傳感器對(duì)于控制機(jī)器人的行為操作發(fā)揮著重要作用。幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)，人們?cè)趯?dǎo)航中一直使用磁羅盤(pán)。電子羅盤(pán)是一種測(cè)量方位角比較經(jīng)濟(jì)的電子儀器。如今電子羅盤(pán)已廣泛應(yīng)用于手表、手機(jī)、對(duì)講機(jī)、雷達(dá)探測(cè)器、望遠(yuǎn)鏡、導(dǎo)彈導(dǎo)航、汽車(chē)、航海和航空等高性能導(dǎo)航設(shè)備，以及移動(dòng)機(jī)器人設(shè)備等需要方向或姿態(tài)傳感的設(shè)備中。

電子磁羅盤(pán)的原理是利用磁傳感器測(cè)量地磁場(chǎng)。地磁場(chǎng)為雙極模式，自地磁南極指向地磁北極，磁場(chǎng)強(qiáng)度為0.3-0.6Gs。地磁北極位于地理南極附近，地磁南極位于地理北極附近，通過(guò)兩個(gè)磁極的磁軸與地球的自轉(zhuǎn)軸大約成11.3°的傾斜。但無(wú)論何地，地球磁場(chǎng)的方向的水平分量永遠(yuǎn)指向磁北極，因此，可以用電子羅盤(pán)系統(tǒng)確定方向。

移動(dòng)機(jī)器人姿態(tài)在行進(jìn)時(shí)可能會(huì)遇到各種地形或者各種障礙。這時(shí)即使機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)裝置采用閉環(huán)控制，也會(huì)由于輪子打滑等原因造成機(jī)器人偏離設(shè)定的運(yùn)動(dòng)軌跡，并且這種偏移是旋轉(zhuǎn)編碼器無(wú)法測(cè)量到的。這時(shí)就必須依靠電子羅盤(pán)或者角速率陀螺儀來(lái)測(cè)量這些偏移，并做必要的修正，以保證機(jī)器人行走的方向不至偏離。

北微傳感研發(fā)生產(chǎn)的電子羅盤(pán)采用北微傳感 技術(shù)【發(fā)明 號(hào)：201810112182.X】硬鐵和軟鐵校準(zhǔn)算法，使得其傾角到達(dá)40°的時(shí)候仍然能提供高精度的航向信息。具有體積小和功耗低的優(yōu)點(diǎn)，適合于小型化、高精密度的敏感測(cè)量系統(tǒng)。集成三軸磁傳感器，通過(guò)中央處理器實(shí)時(shí)解算航向時(shí)，使用三軸加速度計(jì)對(duì)傾斜角進(jìn)行補(bǔ)償，使得在極其惡劣的環(huán)境下也能提供準(zhǔn)確的航向數(shù)據(jù)?？梢赃m合不同應(yīng)用場(chǎng)景需求，能夠非常方便快速地將電子羅盤(pán)功能集成到各種系統(tǒng)中。

繞一個(gè)支點(diǎn)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的剛體稱(chēng)為陀螺。通常所說(shuō)的陀螺是特指對(duì)稱(chēng)陀螺，它是一個(gè)質(zhì)量均勻分布的、具有軸對(duì)稱(chēng)形狀的剛體，其幾何對(duì)稱(chēng)軸就是它的自轉(zhuǎn)軸。在一定的初始條件和一定的外力矩作用下，陀螺會(huì)在不停自轉(zhuǎn)的同時(shí)，還繞著另一個(gè)固定的轉(zhuǎn)軸不停地旋轉(zhuǎn)，這就是陀螺的旋進(jìn)，又稱(chēng)為回轉(zhuǎn)效應(yīng)。利用陀螺儀的回轉(zhuǎn)效應(yīng)，可以制成測(cè)量角速率的傳感器。

機(jī)器人已經(jīng)發(fā)展到了第三代，而傳感器在機(jī)器人的發(fā)展過(guò)程中起著舉足輕重的作用。第三代移動(dòng)機(jī)器人為智能機(jī)器人，“計(jì)算能力的提高化”是這代機(jī)器人的重要標(biāo)志。然而，計(jì)算機(jī)處理的信息，必須通過(guò)各種傳感器來(lái)獲取，因而這一代機(jī)器人姿態(tài)需要更多的、性能更好的、功能更強(qiáng)的、集成度更高的傳感器。

標(biāo)簽： 機(jī)器人姿態(tài)