陀螺儀與加速度計

陀螺儀

陀螺儀會回傳機器人繞各軸轉動的速度，單位是弧度每秒。在入門機器人上，它的名稱是 gyro。

getValues() 會回傳 [x, y, z]。Y 軸是垂直方向，所以 getValues()[1] 就是機器人的轉向速度。向左轉時為正值。

警告

這是針對入門機器人的陀螺儀。座標軸會跟著陀螺儀的旋轉而改變，所以如果你在自己的機器人中旋轉了陀螺儀，請確認機器人轉向時是哪個數值在變化。

範例：轉 90 度

把轉動速度乘以時間步長後累加起來，就能得到轉過的角度。這比用時間控制轉彎更可靠，因為它不受速度影響。

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;
}

在入門機器人上的測試中，用這種方式算出的角度與實際轉動的誤差在 0.01 弧度以內。小誤差在一場比賽中會不斷累積，所以有機會時請修正方向，例如對齊牆壁。

加速度計

加速度計會回傳沿各軸的加速度，單位是 m/s²。在入門機器人上，它的名稱是 accelerometer。靜止時，getValues()[1] 的讀數大約是 9.8，也就是重力。

慣性測量單元

入門機器人上沒有慣性測量單元（inertial unit）。你可以用 Robot Customizer 加入一個，預設名稱是 inertial_unit。它會用 getRollPitchYaw() 直接提供方向，不需要自己累加轉動速度。請參閱 Webots 參考文件。