1.1.9　传感器

传感器是机器人在这个世界上的眼睛和耳朵。它们是可以使机器人接收其当前环境下输入、信号、数据或信息的组件。传感器是机器人与这个世界的接口，换言之，传感器是机器人的感官。

机器人传感器有许多不同的类型、形状和大小，有感知温度的传感器，有感知声波、红外线、运动、无线电波、气体和土壤成分的传感器，也有测量引力的传感器。传感器可以使用摄像机来实现可视和识别方向。人类局限于视觉、触觉、嗅觉、味觉和听觉这五种基本感觉，而机器人在传感器方面几乎具有无限潜力。机器人可以装备几乎所有种类的传感器，并且只要电源支持，可以配备尽可能多的传感器。第5章会详细讲述传感器。现在只是把传感器看作一种装置，为机器人提供关于其当前态势或场景的输入和数据。

每个传感器都要负责给机器人某种关于其当前所处环境的反馈。通常，机器人从某个传感器阅读数值或向某个传感器发送数值。但是，传感器并不仅仅是自动感知，机器人的编程还会指定何时、如何、何地以及在何种程度上使用传感器。编程决定了传感器处于哪种模式以及机器人接收到传感器的反馈后做什么。

例如，我有一个配备了光传感器的机器人，根据传感器的复杂度不同，可以让机器人利用其光传感器来确定一个物体是否是蓝色的，然后只取回蓝色物体。如果一个机器人配备的是声传感器，我可以让它听到某种声音执行一个动作，听到另一个不同的声音执行另一个动作。

并不是所有的传感器都是平等的。对于给机器人配备的任何传感器，在其所属类别中都有一个从低端至高端的具体定位。例如，有些传感器只能检测4种颜色，而有些光传感器可以检测256种颜色。机器人编程部分包括熟悉机器人的传感器设置、传感器能力和局限性。一个传感器越通用越高级，相应的机器人任务就可以更精巧。

机器人的效能受其传感器所限制。机器人若只有一个可视距离仅几英寸的摄像机传感器，它就无法看到一英尺远的东西；若只配备检测红外线的传感器，它就不能看到紫外线，等等。本书讨论机器人的效能并且从机器人框架层面（见图1-4）描述它。我们基于以下几方面来评估一个机器人的潜在效能：

·执行器的效能

·传感器的效能

·末端作用器的效能

·微控制器的效能

REQUIRE

通过机器人效能的简单测量，得知传感器占机器人潜在效能的近四分之一比重。我们开发了一种测量机器人潜力的方法，称为实际环境中的机器人效能熵（Robot Effectiveness Quotient Used in Real Environments，REQUIRE）。使用REQUIRE作为一个最初的试金石，以确定我们可以通过编程让机器人做什么和不能做什么。稍后我们再解释REQUIRE，并且将其作为一个机器人性能指标贯穿本书。需要重点注意的是，传感器的质量以及如何对其编程决定了一个机器人潜在效能的25%。