陀螺仪和加速度计

陀螺仪

陀螺仪返回机器人绕每个轴的转动速度，单位为弧度每秒。在入门机器人上，它的名字是 gyro。

getValues() 返回 [x, y, z]。Y 轴是竖直方向，所以 getValues()[1] 就是机器人的转向速度。向左转时它为正值。

警告

这里说的是入门机器人的陀螺仪。坐标轴会跟着陀螺仪一起旋转，所以如果你在自己的机器人上旋转了陀螺仪，请检查机器人转向时是哪个数值在变化。

示例：转 90 度

把转动速度乘以时间步长，再累加起来，就能得到转过的角度。这比按时间控制转向更可靠，因为它不依赖于速度。

Python

from controller import Robot
import math

robot = Robot()
timestep = int(robot.getBasicTimeStep())

left = robot.getDevice("left wheel motor")
right = robot.getDevice("right wheel motor")
left.setPosition(float("inf"))
right.setPosition(float("inf"))

gyro = robot.getDevice("gyro")
gyro.enable(timestep)

def turnLeft(angle):
    turned = 0
    left.setVelocity(-2)
    right.setVelocity(2)
    while abs(turned) < angle and robot.step(timestep) != -1:
        turned += gyro.getValues()[1] * timestep / 1000 # Speed multiplied by the time, in seconds
    left.setVelocity(0)
    right.setVelocity(0)

turnLeft(math.pi / 2)
print("Turned 90 degrees")

C/C++

#include <cmath>
#include <iostream>
#include <webots/Robot.hpp>
#include <webots/Motor.hpp>
#include <webots/Gyro.hpp>

using namespace webots;

Robot *robot;
Motor *leftMotor, *rightMotor;
Gyro *gyro;
int timeStep;

void turnLeft(double angle) {
  double turned = 0;
  leftMotor->setVelocity(-2);
  rightMotor->setVelocity(2);
  while (fabs(turned) < angle && robot->step(timeStep) != -1)
    turned += gyro->getValues()[1] * timeStep / 1000.0; // Speed multiplied by the time, in seconds
  leftMotor->setVelocity(0);
  rightMotor->setVelocity(0);
}

int main() {
  robot = new Robot();
  timeStep = (int)robot->getBasicTimeStep();

  leftMotor = robot->getMotor("left wheel motor");
  rightMotor = robot->getMotor("right wheel motor");
  leftMotor->setPosition(INFINITY);
  rightMotor->setPosition(INFINITY);

  gyro = robot->getGyro("gyro");
  gyro->enable(timeStep);

  turnLeft(M_PI / 2);
  std::cout << "Turned 90 degrees" << std::endl;

  delete robot;
  return 0;
}

在入门机器人上的测试中，用这种方法算出的角度与实际转动的误差在 0.01 弧度以内。在一场比赛中，小误差会不断累积，所以有机会时要校正朝向，例如让机器人对齐墙壁。

加速度计

加速度计返回沿每个轴的加速度，单位为 m/s²。在入门机器人上，它的名字是 accelerometer。静止时，getValues()[1] 的读数约为 9.8，也就是重力加速度。

惯性单元

入门机器人上没有惯性单元。你可以用 Robot Customizer 添加一个，它的默认名字是 inertial_unit。它可以通过 getRollPitchYaw() 直接给出朝向，而不需要累加转动速度。请参阅 Webots 参考文档。