自平衡机器人458009.docx

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1、乐高机器人教程4默认分类 2008-06-24 21:56:39 阅读1383 评论1 字号：大中小订阅 认识传感器 本章所包含的内内容：n 触动传感器器n 光电传感器器n 角度传感器器n 温度传感器器n 传感器的使使用方法与技技巧n 其他传感器器4.1简介马达通过齿轮和和滑轮传动，可可以让你搭建建的机器人动动起来，他们们就如同是移移动机器人腿腿和手臂的肌肌肉。同时，你你还可以使用用传感器来装装备你的机器器人，它们就就如同是机器器人的眼睛、耳耳朵和手指。 机器人人套装中包含含两种传感器器：触动传感感器（两种）和和光电传感器器。在本章中中，我们主要要是描述它们们的特性，对对于其它的传传感器你可以

2、以单独购买，如如：角度传感感器和温度传传感器。每一一个设备都有有其特定的作作用，你将会会因为它们的的功能强大和和所能涉及的的范围之广而而感到惊讶。当当然也包括这这种情况,可以用一种种传感器仿效效另一种传感感器，以用来来代替不能使使用的传感器器。利用RCCX上的红外外光电，使用用一些小技巧巧，你可以把把把你的光电电传感器变成成一个雷达。 在阅读本本章的过程中中，我们希望望你能把机器器人套装放在在身边,这样你可以以跟随我们的的例子亲自动动手去做。为为了保持其完完整性，我们们还会讲一些些机器人套装装的扩展套装装和技术套装装的内容。若若你现在还没没有这些也不不要担心，这这不会影响到到你搭建体积积较大的

3、机器器人。4.2触动传感感器 触动传感感器（图4.1）是乐高高传感器大家家庭中最简单单、最直观的的一种。它的的工作方式非非常像是你家家门铃上的按按钮：当它被被按下时，电电路接通，电电流就会通过过，RCX就能够够检测到这个个数据流，你你的程序就会会读取触动传传感器的当前前状态：开或或者关。图4.1 触动动传感器如果你已经开始始使用机器人人套装，阅读读了Consstructtopediia，并搭建建了一些模型型，你可能对对传感器的一一般用途比较较熟悉，如缓缓冲器。缓冲冲器是与周围围环境相互作作用的一种简简单方式，当当你的机器人人遇到障碍物物时，可以用用它们来进行行检测，并由由此而改变运运动状态。典

4、型的缓冲器是是一个重量较较轻的可移动动装置，事实实上，当它碰碰到障碍物时时会把冲击力力传递给触动动传感器并使使之关闭。你你也可以发明明出很多种缓缓冲器，但它它们的外形应应该能够反映映机器人的外外形，而且还还能反映出环环境中障碍物物的外形。如如图4.2中所示示一个非常简简单的缓冲器器，可以很容容易发现墙壁壁，假如房间间里有像椅子子一样等复杂杂障碍物，它它的效果就不不好了。在这这种情况下，我我们建议你通通过实验来进进行。为机器器人设计一个个缓冲器，在在房间的周围围离地板适当当高度的地方方移动它，检检查它是否能能够发现所有有可能的碰撞撞点。如果你你的缓冲结构构较大，当它它用最佳部位位撞击到障碍碍物并

5、按下触触动传感器时时，不要以为为这就是正确确的。图例44.2是一个个不太好的缓缓冲器，因为为当碰撞发生生时，它几乎乎不能用横轴轴的边缘来关关闭触动传感感器，说它是是一个不好的的缓冲器是因因为它把整个个碰撞产生的的力直线传输输给了传感器器，也就是说说，在机器人人身上安装一一个非常稳固固的支架对传传感器的安装装是非常有必必要的。图4.2简单的的缓冲器 根据经验验，应该尝试试不同的碰撞撞来看看缓冲冲器在各个位位置是否能很很好的工作。你你可以编写一一个无限循环环的小程序，当当传感器被按按下时，发出出一声蜂鸣声声用来测试你你的缓冲器。 谈起缓冲器器，人们往往往会想到当遇遇到障碍物时时开关会被按按下。这样

6、说说似乎有点绝绝对，在发生生碰撞的时候候同样可以松松开开关。看看一下图4.3，橡胶皮皮筋可以使积积木轻压着传传感器，当缓缓冲器的前面面部分接触到到物体时，开开关就会被释释放。图4.3 平平常压下的缓缓冲器实际上，向你推推荐这种缓冲冲器有这样几几个重要的原原因：l 冲击力力不可能直接接传递给传感感器，传感器器与标准的乐乐高积木相比比更容易受损损坏，因此应应避免不必要要的撞击。l 橡皮皮圈可以吸收收撞击力，这这对你的传感感器和机器人人来说都会起起到保护作用用，当你的机机器人速度非非常快，或者者重量大，或或者反应比较较慢，或者具具备其中的一一个因素时，这这种保护作用用显得尤其重重要。缓冲器是一个非非

7、常重要的装装置，而且触触动传感器的的应用也非常常广泛。当你你想告之RCCX一个事件件发生时，你你可以使用按按钮一样人为为的把它按下下去。你能想想象出类似的的情况吗？事事实上，有很很多。比方说说，你可以按按下铵钮告诉诉RCX”现在在读取光电传传感器的值”，从而进行行读取校准（我我们将在以后后的部分进行行讨论）。 另一个常用的作作用就是把触触动传感器作作为一个位置置控制器来用用。如图4.4，机器人人向前看时（图图4.4b）就就关闭了头部部（图4.44a）的触动动传感器。通通过编程可以以在水平面上上实时的控制制头部的旋转转（向左或向向右），当传传感器被按下下时，机器人人的头部就能能转回到正确确的位置

8、，值值的注意的是是，我们在这这个例子中用用到的凸齿轮轮在与触动传传感器相配合合时是非常的的有用，你可可以让轴通过过三个十字孔孔个中的一个个来选择合适适的距离去关关闭触动传感感器。图4.4 用用触动传感器器定位在本书的第三部部分我们还会会介绍位置控控制的其它一一些应用。事事实上，在搭搭建你的机器器人之前需要要你去研究一一些不同的方方法。我们再举几个事事例来说明传传感器的应用用。假如你想想搭建一个电电梯。你希望望电梯可以在在任何一层都都能停下。首首先你会想到到在每一层安安放一个触动动传感器，当当按下其中一一个时，电梯梯室会在那一一层停下。这这是一个好方方法，但这里里有一个小问问题；你仅有有两个触动

9、传传感器，对你你来说，一个个电梯仅有二二层不是非常常实际，你可可以再买一个个触动传感器器，但这只能能再加高一层层,并没有解决决实质性的问问题。此时，RCX的三个输入端口已经全部被占用。突然，你会想到一个办法：为什么不把传感器放在电梯厢上而不是外面呢？在电梯厢上固定一个传感器，这样只需一个传感器就可以加高更多的楼层了。从最初的方案到现在更好的方案，两个系统是完全相同的吗？答案是否定的。首先，你需要决定厢的绝对位置，当它在第二层时，你仅是可以知道它的相对位置。那么，你需要一个初始点，从起始点开始计算就可以推断出厢的位置.或者程序运行时，需要厢体在一个特定的位置，或者用第二个传感器来探测一个特定的楼

10、层。例如，在最底层放置一个传感器，因此程序一开始就降下电梯到最底层。那样就可以计算出厢体的绝对位置了。 现在，电电梯就能够准准确的升降了了。但你还有有最后一个问问题需要解决决：如何告诉诉你的电梯它它应该去哪一一层呢？在每每一楼层放置置一个传感器器去提示电梯梯是不切合实实际的。在RRCX上只剩剩下一个输入入端口了。你你要用这一个个触动传感器器来做什么呢呢？你还可以以采用以前的的方法吗？可可以，你可以以计算一个触触动传感器被被按下的次数数。比如说，被被按下三次表表示是三楼，依依次类推。现现在你就可以以去搭建你的的电梯了。 方法与技巧计算按下次数下面这个例子是是用伪代码来来编写的，一一个代码并不不与

11、实际编写写语言相对应应，而是界于程序序语言和机器器语言之间。使使用伪代码编编程在专业程程序员中是一一种非常普遍遍的做法。计算触动传感器器被按下多少少次需要一些些小窃门。假如你你写了一些简简单的代码，如如下：Counterr =0repeat if Sensoor1 iss on tthen Countter = Couunter +1 end ifend rrepeatt当你保持触动传传感器被按下下很短的间隔隔内，你的程程序代码就会会在你的RCCX上飞快的的执行。然而而，在记录下下一个新的按按下之前，需需要松开触动动传感器：Counterr = 00repeat if Senssor1 is

12、oon theen CCounteer =Coounterr+1 wwait uuntil Senssor1 is offfend ifend reppeat现在，你编写的的代码正确地地记录了从断断开到闭合的的变化。在你你的代码中，有有一个重要的的特点需要介介绍一下：当当它在一段时时间内接收不不到触动信息息时，你希望望你的计数程程序停止。为为了实现这一一点，你需要要使用一个计计时器用来测测量上一次按按下时间与最最后一次时间间的间隔：Counterr=0intervaal = reset TTimerrepeat if Senssor1 is onn thenn Counnter = Counn

13、ter + 1wait unntil SSensorr1 iss off or unntil TTimer if grreaterr thenn Inteerval rreset Timerrend ifuntil TTimer is grreaterr thenn Inttervall假如你的时间间间隔是两秒。当当计数程序开开始时，计时时器和计数器器首先复位为为0，然后开始始检测传感器器的状态。如如果两秒内没没有按下触动动传感器，它它仍将保持复复位状态，如如果有触动传传感器被按下下，此动作将将被记下并等等待使用者释释放按钮，计计时器复位为为零， 在程序停止止运行之前，使使用者可以在在两秒内第

14、二二次按下触动动传感器。4.3光电传感感器用”看”来形容容光电传感器器的功能有点点夸大其辞。实实际上它只是是用来检测光光并测量其强强度。尽管受受到限制，但但其应用范围围仍比较广。图4.5 光电电传感器光电传感器和触触动传感器的的最大区别是是，后者返回回的是一些数数值而不是单单纯的开/关状态。你你所读到的数数值由光电传传感器在那个个时候所检测测到的光强所所决定。这些些数值以0至100的百分分数的形式返返回，光值越越大，百分数数就越大。你你可以用光电电传感器来做做什么呢？你你可以用它搭搭建一个由光光电传感器所所驱动的机器器人，我们称称之为光的追追随者，它可可以检测周围围的环境，找找到一个强光光源（

15、或者是是最亮的）并并朝着它前进进。在一间足足够暗的房间间里进行，以以免产生干扰扰，你也可以以用手电筒来来控制你的机机器人。检测外部光源的的功能是非常常有趣的，但但是或许你不不能用它来做做最令人惊奇奇的事情。我我们介绍一下下光电传感器器的另一个用用途：它不但但可以用来检检测光强，而而且还可以自自身发光。提提供稳定光源源的是一个红红色的发光二二极管，因此此你可以用来来测量反射光光并传给传感感器。当你用来测量反反射光时，你你必须去避免免一些来自其其它光源的干干扰。需要注注意的是光电电传感器对IIR所发出的的光也非常敏敏感，像典型型的远距离控控制器发出的的红外光，如如摄像机；或或者是乐高红红外发射器。

16、 设计与计划读取周围的光值值乐高光电传感器器并不适合于于测量外部光光源来说，因因为其灵敏度度比较弱。红红色发光二极极管所所发出出的光太靠近近检光器以致于过多的的影响了光值值的读取。如如果你想测外外部光源，你你应该考虑尽尽可能的去减减少红色发光光二极管的影影响。一个简简单的办法就就是在光电传传感器的前部部放一个12的单孔积积木块，.更多的行之之有效的办法法需要你对光光电传感器有有些细微的改改动。在Raalph HHempell的网站中，他他提到了如何何对光电传感感器作修改，既既不是永久的的改变也不会会损害你的光光电传感器。（见见附录A）光在表面的反射射率取决于许许多因素，主主要是表面的的颜色，质

17、地地和它距光源源的远近。黑黑色物体的反反射能力要弱弱于白色物体体；黑色光滑滑表面的反射射能力要强于于黑色不光滑滑表面。另外外，距离光电电传感器越远远，光电传感感器所检测到到的反射光就就会越少。这些因素都是相相互依赖的，通通过光感读取取的值，并不不能说明是由由哪个因素引引起的。但你你可以保持其其它因素不便便，而让一个个变化，这样样就可以通过过读取的数值值来推断出环环境的一些变变化。例如，如如果你的光电电传感器经常常对着同一个个物体，或者者相同质地和和颜色的物体体，你能够用用它去测出它它的相对距离离。另一方面面，你可以把把不同的物体体放置在光电电传感器的前前面，在恒定定的距离内分分辨出它们的的颜色

18、。4.3.1测量量反射光值 为了举例说明测测量反射光的的原理，我们们来做一个实实验。拿一个个RCX并打开开其电源，在在任意一个输输入端口连接接一个光电传传感器，在你你的程序中正正确的设置其其端口（红色色发光二极管管应该发光）。准准备一间光线线较暗的房间间，RCX有个控控制模式，可可以实时查看看光感读取的的值。按RCCX上的VIEWW键，当小箭箭头正确显示示在传感器所所接的输入端端口位置。在在显示屏上会会显示出读取取的光线值。接接下去你把光光感放到桌上上，在桌上以以一定间隔（0.5cm,1cm,1.5cm）并排放置不同颜色的积木块,保证积木之间的间距相等。查看数据，得到的是不同颜色的积木反射的光

19、值是不同的。再进行第二个实实验：将白色色的积木快慢慢慢的移向光光感，然后再再慢慢的移开开，观察显示示屏上的数据据，可以发现现当光感与积积木间的距离离加大时数值值将减小。我我们的目的就就是为了证明明光感是不能能同时判断出出距离和颜色色的。我们重重点强调在你你使用光感时时尽量避免外外界光线的干干扰。 方法与技巧理解原始值的概概念了解原始值是很很关键的，对对于熟练的使使用机器人套套装并不是必必须的。但从从另一个方面面讲，它可以以帮助你理解解传感器是如如何工作的。RCX把来自传传感器（不管管是什么类型型）的电信号号全部转变成成范围在0至1023之间间的数字信号号，我们称之之为原始数值值。在程序中中，你

20、在一个个端口上设置置了一个特定定的传感器，RCX会自动设定该传感器的原始数值范围，例如，从触动传感器读取的数值范围是1或者0，代表开或者关，当从温度传感器读取时就会转变成摄氏温度或华氏温度。同样地，光电传感器读取时就会通过下面的方程式转换成一个百分数：百分数=1466-原始数值值/7为什么我们需要要知道这种转转换呢？对于于大多数应用用程序来说，通通过RCX返回的的光感值的百百分数形式更更加有效，但但也有这种情情况，你需要要所有光感变变化值而百分分数形式却不不能体现出光光感值的一些些变化。我们们用一个例子子来做一下说说明。假设会会有两种不同同的情形，光光电传感器读读取707和713两个不同的数数

21、值。把这两两个数值转换换成百分数，因因为RCX只使用用整数,需要将除的的结果进行圆圆整。146-(7007/7)=146-1101=455 146-(7113/7)=146-1101=455在第二个方程式式中数值1001实际上是是101.8857，去去掉小数部分分为101.就看部不出出两个值是不不同的。我们们知道在大多多情况下数值值的小数部分分是不重要的的。但也会有有其它情况需需要用到这样样一个微小的的变化的数据据如果你用LEGGO图形化的的编程环境为为RCX编写程程序，你必须须接受它的刻刻度值，否则则无法处理原原始数值。如如果你选择其其它的编程语语言，则可以以直接处理没没有处理过的的原始数值

22、，在在必须的时候候，利用其优优势，可能会会有更好的解解决方案。 识别不不同的颜色是是光电传感器器一个非常普普通的应用。我我们曾说过，光光电传感器实实际上并不是是用来识别颜颜色的，而是是用来读取反反射光值。因因此，它很难难把黑色和蓝蓝色的积木块块区别开。但但目前来说，我我们仍说它能能识别颜色，在在读完之后您您会明白真正正的意思是什什么。4.3.2沿线线走 目前，光电传感感器最普遍的的使用方法就就是用它搭建建一个沿线走走的机器人。这个项目的设置置是很简单的的，这也是之之所以流行的的一个原因。尽尽管其外观简简单，这项工工作仍需要引引起足够的重重视，并需要要你仔细设计计和认真编程程。我们将在在第二部分

23、详详细的讨论这这个主题的细细节内容。当当光电传感器器在轻质地面面上读取一条条黑线时，你你要注意有什什么事情发生生。 当把光电电传感器放在在地板上时，假假设说读取的的数值为百分分之七十，黑黑线为百分之之三十。如果果你想让机器器人缓慢的从从地板移动到到黑线或者是是有污点的地地方.你会注意到到，数值不是是从一个值突突然跳到另一一个值，而是是会出现一系系列的中间值值。原因是光光电传感器不不是读取一个个点，而是光光电传感器前前部的一个小小区域。所以以当光电传感感器穿过线的的边缘时，它它所读取的是是地板和黑线线的边界值并并返回一个中中间值。这个功能有用吗吗？当然，有有时有用，有有时没有用。尤尤其当我们涉涉

24、及到沿线走走时，它是有有用的。实际际上，你可以以（或者说应应该）编写一一段程序让你你的机器人沿沿着边界走而而不是实际的的黑线。这样样当机器人需需要改变它的的行进路线时时，它知道往往哪个方向转转身：如果所所读取的值太太”暗”，它应该向向亮的区域前前进，或有污污点的区域。 技巧与提示校准读取值有时，你并不能能预先知道光光电传感器实实际上所读取取的数值是多多少。假如你你要参加一个个沿线走的比比赛：你并不不能确定你的的传感器所返返回的地板和和黑线的数值值。在这种情情况下，一般般的习惯是，在在你的程序中中不写入预期期的常数值是是比较好的。但但可以让你的的机器人通过过一个简单的的测量程序来来读取这些数数值

25、。继续我我们沿线走的的例子,你可以专设设一个空的输输入端口用来来接入一个触触动传感器，当当你把机器人人放在地板上上时手动按下下触动传感器器，然后再放放在黑线上，因因此它就可以以保存下读取取到的最大值值和最小值。或或者你可以编编写一个小的的检测程序，以以取消那些限限制。当你需要控制一一个更复杂的的区域时,举例来说，区区域包括三种种不同的颜色色， 想象一个台台面被划为白白色，黑色和和灰色三个不不同颜色的区区域。在白色色和黑色之间间的边界上你你如何能区别别出灰色区域域? 这时你不不能只做一个个简单的读取取，你必须深深入考虑其它它的因素, 像预先读取取,或者你可以以使你的机器器人在一个地地方收集更多多

26、的数据并推推断它所在的的位置。要处处理这样的情情况，对软件件的要求就会会变得更加复复杂。光电传感器如同同一个万能器器，它有很多多种使用方法法。你可以在在光电传感器器的前部放置置一个彩色的的可以移动的的乐高梁来搭搭建一个对称称形状的装置置.图4.6就是一一个这样的例例子。当你推推或者拉梁的的上部时，光光电传感器就就会读取不同同的光值。图4.6 用光光电传感器作作一个模拟控控制光电传感器与灯灯相结合（不不包括在头脑脑风暴套装中中）可做成一一个光电管（图图4.7）；当当有物体挡在在光电传感器器和灯之间时时，机器人就就会察觉。值值得注意的是是，我们在光光电传感器的的前面放置了了一个122的单孔梁，以以

27、减少来自周周围光线的干干扰。图4.7 光电电管4.3.3接近近探测 你可以用光电传传感器做成一一个雷达探测测器用于检测测即将碰到的的障碍物。这这被称之为接接近探测。这这项技术所基基于的特性我我们已经讨论论并探究过了了，就是光电电传感器可以以根据反射光光线来测定相相对距离。假假如你的机器器人要直线前前进，用一个个光电传感器器为它在前面面引路。假如如你的机器人人要在一个暗暗室里移动，除除了光电传感感器上的红色色发光二极管管之外没有任任何的光源。在在向前移动的的过程中，机机器人连续不不断的读取传传感器所检测测到的光值。如如果读取值趋趋向于迅速增增大，就可以以推断出机器器人正向着一一个物体前进进。但不

28、能推推断出障碍物物的种类及与与障碍物之间间的距离，如如果房间内没没有物体在移移动，你确信信机器人正在在接近障碍物物。现在我们们有了一套系系统可以躲避避障碍物而不不是局限于碰碰撞以后再检检测它们。注意：RCX内部的IIR LEDD发射的是不不可见光，光光电传感器的的红色二极管管发射的是可可见光。 遗憾地是是，当房间内内有光源时，这这项技术工作作就有问题了了，原因是你你的程序不能能区别自身反反射回的红色色光还外界环环境光线。你你需要在机器器人身上有一一个更明显的的独立光源提提供更高的参参考。 令人欣慰慰的是，正好好有一个！RRCX内部有有一个IR LED可以以发射信息给给红外发射仪仪或是另一个个R

29、CX。用RCX内部的的IR LEED以比特的的编码形式发发送信息可以以被红外发射射器所接收到到。关于信息息的内容我们们并不关心；我们需要的的仅仅是光。尽尽管红外光对对于肉眼来说说是不可见的的，却与可见见光具有相同同的性质，LLEGO光电电传感器对此此却非常敏感感。 所以，现现在你的程序序有了使用接接近探测的所所有条件。发发送一个IRR信息并立即即读取光电传传感器的值.你最好把读读取的数值进进行一下平均均处理，这样样可以把外部部光源所导致致的影响降至至最低（我们们将会第122节讨论这个个窍门）。如如果你注意到到在随后的二二组值中有显显著的增加，举举例来说，百百分之十，说说明你的机器器人很有可能能

30、正朝着障碍碍物前进。4.4角度传感感器我们将要研究的的第三个乐高高传感器是角角度传感器（图图4.8）。遗遗可是机器人人套装中没有有包含该部件件，它的多功功能性仅次于于光电传感器器。在38001 Ulttimatee Acceessoryy套装里面包包含一个角度度传感器，还还有一个触动动传感器，一一个灯,遥控器 和少量的其其它附件。图4.8 角度度传感器 方法与技巧角度传感器是如如何工作的呢呢？因为角度传感器器有四种不同同的状态，所所以会返回四四种不同的值值。我们称之之为A，B，C和D。对于每一一次完整的旋旋转，它经过过了四种状态态各四次这也就是我我们为什么要要用十六来计计数的原因。如如果角度传

31、感感器是顺时针针旋转，它会会读序列ABBCD，如如果是逆时针针旋转，读取取的结果会是是ADCBAA，RCX会时刻刻检测传感器器，当RCXX检测到状态态发生变化时时，它不但可可以推断出角角度传感器已已经转动，而而且还可以知知道所旋转的的方向。举例例来说，从AA转变到B，或从D转变到A，计数器将将增加一个单单位，然而，从从D到C，或者是从从A到D，计数器将将减少一个单单位。角度传感器，顾顾名思义，是是用来检测角角度的。它的的身体中有一一个孔，可以以配合乐高的的轴。当连结结到RCX上时，轴轴每转过1/16圈，角角度传感器就就会计数一次次。往一个方方向转动时，计计数增加，转转动方向改变变时，计数减减少

32、。计数与与角度传感器器的初始位置置有关。当初初始化角度传传感器时，它它的计数值被被设置为0，如果需要要，你可以用用编程把它重重新复位。通过计算旋转的的角度，你可可以很容易的的测出位置和和速度。当在在机器人身上上连接上轮子子（或通过齿齿轮传动来移移动机器人）时时，可以依据据旋转的角度度和轮子圆周周数来推断机机器人移动的的距离。然后后就可以把距距离转换成速速度，你也可可以用它除以以所用时间。实实际上，计算算距离的基本本方程式为：距离=速度时时间由此可以得到：速度=距离/时时间如果把角度传感感器连接到马马达和轮子之之间的任何一一根传动轴上上，必须将正正确的传动比比算入所读的的数据。举一一个有关计算算

33、的例子。在在你的机器人人身上，马达达以3:1的传动动比与主轮连连接。角度传传感器直接连连接在马达上上。所以它与与主动轮的传传动比也是33:1。也就就是说，角度度传感器转三三周，主动轮轮转一周。角角度传感器每每旋转一周计计16个单位，所所以16*33=48个增增量相当于主主动轮旋转一一周。现在，我我们需要知道道齿轮的圆周周来计算行进进距离。幸运运地是，每一一个LEGOO齿轮的轮胎胎上面都会标标有自身的直直径。我们选选择了体积最最大的有轴的的轮子，直径径是81.66CM(乐高高使用的是公公制单位)，因此它的的周长是811.6=81.63.14256.222CM。现现在已知量都都有了：齿轮轮的运行距

34、离离由48除角度所所记录的增量量然后再乘以以256。我们们总结一下。称称R为角度传感感器的分辨率率（每旋转一一周计数值），G是角度传感器和齿轮之间的传动比率。我们定义I为轮子旋转一周角度传感器的增量。即：I=GR在例子中，G为为3，对于乐高高角度传感器器来说，R一直为16.因此，我们们可以得到：I=316=48每旋转一次，齿齿轮所经过的的距离正是它它的周长C，应用这个个方程式，利利用其直径，你你可以得出这这个结论。C=D在我们的例子中中：C=81.63.14=256.222最后一步是将传传感器所记录录的数据-SS转换成轮子子运动的距离离-T，使用下下面等式：T=SC/II如果光电传感器器读取的

35、数值值为296，你可可以计算出相相应的距离：T=2962256.222/48=11580 距离（T）的单位与与轮子直径单单位是相同的的.实际上，在程序序不仅仅会用用到乘法和除除法的数学运运算，还有更更多的需要多多留心（有关关内容我们将将在第12章进行进进一步的讨论论）。使用角度传感器器来控制你的的轮子可以间间接的发现障障碍物。原理理非常简单：如果马达运运转，而齿轮轮不转，说明明你的机器已已经被障碍物物给挡住了。此此技术使用起起来非常简单单，而且非常常有效；唯一一要求就是运运动的轮子不不能在地板上上打滑（或者者说打滑次数数太多），否否则你将无法法检测到障碍碍物。如果是是一个空转的的齿轮连接到到马

36、达上就可可以避免这个个问题，这个个轮子不是由由马达驱动而而是通过装置置的运动带动动它:在驱动轮旋旋转的过程中中，如果惰轮轮停止了，说说明你碰到障障碍物了。在许多情况下角角度传感器是是非常有用的的：控制手臂臂，头部和其其它可移动部部位的位置。值值的注意的是是，当运行速速度太慢或太太快时，RCCX在精确的的检测和计数数方面会受到到影响。事实实上，问题并并不是出在RRCX身上，而而是它的操作作系统，如果果速度超出了了其指定范围围，RCX就会丢丢失一些数据据。Stevve Bakker用实验验证明过，转转速在每分钟钟50到300转之间间是一个比较较合适的范围围，在此之内内不会有数据据丢失的问题题。然而，在在低于12rrpm或超过过1400rrm的范围内内，就会有部部分数据出现现丢失的问题题。而在122rpm至50rpmm或者300rrpm至1400rrpm的范围围内时，RCCX也偶会出出现数据丢失失的问题。这仅仅是一个小小小的问题，你你可以上下调调整传感器来来使其处在合合适的范围内内。