センサーは物理的な特性を検知し、それを信号に変換します。温度、圧力、距離、光、音、加速度、磁場など、測定可能なものであれば、それに対応するセンサーが存在します。ロボットはセンサーを使って世界を認識します。センサーがなければ、ロボットは目が見えず、耳が聞こえず、感覚もありません。
センサーには様々な種類があります。熱電対は温度差を電圧に変換し、フォトダイオードは光を電流に変換し、加速度計は加速度を静電容量の変化に変換し、ライダーは飛行時間を距離に変換します。各センサーには、測定範囲、分解能、精度、帯域幅といった特性があります。適切なセンサーを選ぶということは、これらの特性を用途に合わせて選択することを意味します。
センサーの特性
- 範囲：測定可能な最小値と最大値。
- 分解能：検出可能な最小変化量。
- 精度：真の値との近さ。
- 精度：測定の再現性。
- 帯域幅：センサーの応答速度。
センサーは決して完璧ではありません。ノイズ、ドリフト、非線形性があり、温度、湿度、電磁干渉の影響を受けることもあります。キャリブレーションは系統誤差を補正し、フィルタリングはノイズを低減します。フュージョンは複数のセンサーを組み合わせて個々の弱点を補います。ロボットはカメラ、ライダー、IMU、ホイールエンコーダーを組み合わせて位置を推定することがあります。単一のセンサーだけでは十分ではありません。センサー選択のコツは、各センサーの得意なことと苦手なことを理解することです。優れたフュージョン機能を備えた安価なセンサーは、単体で使用した高価なセンサーよりも優れた性能を発揮することがあります。センサーはロボットと現実世界をつなぐものです。センサーが嘘をつくと、ロボットは誤った判断を下します。
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