Unity和智能硬件交互系列：MPU6050
文章目录
- 前言
- 一、陀螺仪传感器
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- 陀螺仪：
- 三轴陀螺仪和六轴的区别
- 六轴的区别和九轴陀螺仪的区别
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- 二、实验设备
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- 1.串口6轴加速度计/陀螺仪MPU6050模块
- 2.USB转TTL 3.3V 5V
- 3.硬件设备准备
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- 三、代码编写
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- 1.场景搭建
- 2.串口通信
- 3.效果
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- 四、总结
- 五、资源
前言
提示：这里可以添加本文要记录的大概内容：
例如：随着人工智能的不断发展，机器学习这门技术也越来越重要，很多人都开启了学习机器学习，本文就介绍了机器学习的基础内容。
一、陀螺仪传感器
陀螺仪：
是一种用来感测与维持方向的装置，基於角动量不灭的理论设计出来的。 陀螺仪一旦开始旋转，由於轮子的角动量，陀螺仪有抗拒方向改变的趋向。一般在无人机、平衡车上使用，我们再用个各种型号手机，基本都包含这个组件。
三轴陀螺仪和六轴的区别
三轴陀螺仪是分别感应Roll（左右倾斜）、Pitch（前后倾斜）、Yaw（左右摇摆）的全方位动态信息。而6轴陀螺仪是指三轴加速器和三轴陀螺仪合在一起的称呼。
三轴加速器是检测横向加速的，三轴陀螺仪是检测角度旋转和平衡的，合在一起称为六轴传感器。
三轴加速器就是感应XYZ（立体空间三个方向，前后左右上下）轴向上的加速，当装有6轴陀螺仪的设备受到外力运动时，可以根据力的方向和大小，计算出对应的加速度
简单的说，6轴比3轴增加了额外的加速度功能，稍微高级一些。
六轴的区别和九轴陀螺仪的区别
所谓的六轴陀螺仪叫六轴动作感应器比较合适 是三轴陀螺仪和加速计的合称。如果有三轴陀螺仪也有加速计那就具有六轴动作感应。
而九轴感测组件是：三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴磁强计，然后欧拉角加四元数数据融合。
二、实验设备
本次我们将使用6轴传感器，实现串口与Unity3D的通信，并通过传感器控制Unity3D场景中的游戏物体，检验角度传感器的实际性能，以便在未来的项目中使用。本次演示不包含Arduino设备，在以后有空我们再进行Arduino对角度传感设备的操控。
1.串口6轴加速度计/陀螺仪MPU6050模块
本次我们测试和使用的是6轴陀螺仪，这个设备支持51/AVR/Arduino/STM8/STM32，自身自带卡尔曼滤波，支持串口输出滤波数据同时也支持高端玩家访问底层原始数据。
直接使用串口输出倾角（懒人模式），通过TTL转USB与计算机进行通信，通过对数据的解析，完成对场景种物体的控制。
2.USB转TTL 3.3V 5V
USB转TTL模块，如下图所示。该模块一端接入PC机的USB接口，另一端有TXD、RXD、GND、5V、3.3V五个引脚，分别与单片机的RXD、TXD、GND、5V引脚相连，注意：TXD和RXD是要互相反接。对于采用3.3V供电的单片机则把5V改为3.3V即可。首次使用需要安装对应的驱动，具体驱动类型根据所采购的设备，安装即可。
如下使用CH340+单片机控制，资料
3.硬件设备准备
以下为实物接线图
USB转TTL：
三、代码编写
因为不使用Arduino作为硬件模块的接入设备，所以不写硬件代码，只需要对Unity 3D进行场景搭建和串口通信代码编写。
1.场景搭建
很简单的场景，3D场景中的X、Y轴；屏幕Canvas的X、Y、Z数据展示。
2.串口通信
using UnityEngine;
using System.Collections;
using System.IO.Ports;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Threading;
using System.Text;
public delegate void OnMessageArrived(float[] angle);
public class PortControl : MonoBehaviour
{
#region 定义串口属性
//定义基本信息
public string portName = "COM3";//串口名
public int baudRate = 115200;//波特率
public Parity parity = Parity.None;//效验位
public int dataBits = 8;//数据位
public StopBits stopBits = StopBits.One;//停止位
SerialPort sp = null;
Thread dataReceiveThread;
//发送的消息
string message = "";
public List<byte> listReceive = new List<byte>();
char[] strchar = new char[100];//接收的字符信息转换为字符数组信息
string str;
public OnMessageArrived messageListener;
#endregion
void Start()
{
OpenPort();
dataReceiveThread = new Thread(new ThreadStart(DataReceiveFunction));
dataReceiveThread.Start();
}
void Update()
{
}
#region 创建串口，并打开串口
public void OpenPort()
{
//创建串口
sp = new SerialPort(portName, baudRate, parity, dataBits, stopBits);
sp.ReadTimeout = 400;
try
{
sp.Open();
}
catch (Exception ex)
{
Debug.Log(ex.Message);
}
}
#endregion
#region 程序退出时关闭串口
void OnApplicationQuit()
{
ClosePort();
}
public void ClosePort()
{
try
{
sp.Close();
dataReceiveThread.Abort();
}
catch (Exception ex)
{
Debug.Log(ex.Message);
}
}
#endregion
/// 控制脚本
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;
public class SerialListener : MonoBehaviour
{
public PortControl portMessage;
public Transform obj;
public Text xAngle;
public Text yAngle;
public Text zAngle;
Queue<float[]> message;
// Start is called before the first frame update
void Start()
{
message = new Queue<float[]>(20);
portMessage.messageListener = OnMessageArrived;
}
public void OnMessageArrived(float[] angle)
{
/* string s = "";
foreach (float bb in angle)
s += bb + "_";
Debug.Log(s + "");*/
message.Enqueue(angle);
// Debug.Log(message.Count);
}
// Update is called once per frame
void Update()
{
if (message.Count > 0)
{
float[] angle = message.Dequeue();
xAngle.text = angle[0] + "";
yAngle.text = angle[1] + "";
zAngle.text = angle[2] + "";
obj.eulerAngles = new Vector3( angle[1], angle[2], angle[0]);
}
}
}
3.效果
四、总结
以上仅是今天我们测试和展示的整体内容，陀螺仪设备的串口通信以及和Unity 3D的互动。
通过本次个人的体验，这款智能硬件模块可以比较稳定、实时的进行数据回传，精确控制3D场景中的物体。
可以用在如定机位的游戏互动，比如线下捕鱼达人，望远镜、AR打怪之类的互动，如果您有什么新奇的想法，也可参与评论互动。
五、资源
传感器模块：淘宝链接
USB转TTL：淘宝链接