陀螺仪 IMUGyroscope IMU

3.1 IMU 是什么？3.1 What Is an IMU?

IMU（Inertial Measurement Unit，惯性测量单元）就是一个方向传感器。An IMU (Inertial Measurement Unit) is a direction sensor.

简单说：它能告诉你机器人现在朝哪个方向。Simply put: it tells you which direction the robot is facing.

就像你手机里的指南针一样——不管你怎么转，它都知道你面朝哪边。Just like the compass in your phone -- no matter how you turn, it always knows which way you're facing.

3.2 校准（必须！）3.2 Calibration (Required!)

IMU 在使用前必须校准。校准大约需要 2-3 秒，期间机器人不能动。The IMU must be calibrated before use. Calibration takes about 2-3 seconds, during which the robot must stay still.

// 创建 IMU（端口 10）
inertial IMU = inertial(PORT10);

// 开始校准
IMU.calibrate();

// 等校准完成（不能动！）
while (IMU.isCalibrating()) {
    wait(50, msec);
}

// 校准完成，可以开始用了

// 创建 IMU（端口 10）
inertial IMU = inertial(PORT10);

// 开始校准
IMU.calibrate();

// 等校准完成（不能动！）
while (IMU.isCalibrating()) {
    wait(50, msec);
}

// 校准完成，可以开始用了

// 创建 IMU（端口 10）
pros::Imu imu(10);

// 开始校准并等待完成
imu.reset();
// reset() 会自动等待校准完成（约 2 秒）
// 期间机器人不能动！

// 校准完成，可以开始用了

3.3 heading 和 rotation 的区别3.3 The Difference Between heading and rotation

IMU 有两个常用的读数：heading 和 rotation。它们很容易搞混，所以我们仔细看一下。The IMU has two commonly used readings: heading and rotation. They're easy to mix up, so let's look at them carefully.

double h = IMU.heading(degrees);   // 范围：0 ~ 360
double r = IMU.rotation(degrees);  // 范围：无限（可以超过 360）

double h = IMU.heading(degrees);   // 范围：0 ~ 360
double r = IMU.rotation(degrees);  // 范围：无限（可以超过 360）

double h = imu.get_heading();   // 范围：0 ~ 360
double r = imu.get_rotation();  // 范围：无限（可以超过 360）

heading（航向）：就像表盘上的指针，永远在 0 到 360 之间。 (heading): Like a clock hand, always between 0 and 360.

• 往右转过 0/360 的位置，从 359 变回 1When turning right past 0/360, it wraps from 359 back to 1
• 适合用来判断"我现在朝哪"Good for answering "which direction am I facing now?"

rotation（累积旋转）：就像里程表，只管累加。 (cumulative rotation): Like an odometer, it just keeps adding up.

• 转了 400 度就是 400，不会回到 40Turned 400 degrees means 400, it doesn't wrap back to 40
• 反转就减少（可以是负数）Turning back subtracts (can be negative)
• 适合用来判断"我总共转了多少"Good for answering "how much have I turned in total?"

3.4 实用代码：转到目标角度3.4 Practical Code: Turn to a Target Angle

最常见的用法：让机器人转到指定角度。The most common use: making the robot turn to a specific angle.

// 右转到 90 度
LeftMotor.spin(forward);
RightMotor.spin(reverse);

while (IMU.heading(degrees) < 90) {
    wait(20, msec);
}

LeftMotor.stop();
RightMotor.stop();

// 右转到 90 度
LeftMotor.spin(forward);
RightMotor.spin(reverse);

while (IMU.heading(degrees) < 90) {
    wait(20, msec);
}

LeftMotor.stop();
RightMotor.stop();

// 右转到 90 度
left_motor.move(80);
right_motor.move(-80);

while (imu.get_heading() < 90) {
    pros::delay(20);
}

left_motor.move(0);
right_motor.move(0);

这段代码比时间控制好多了——不管摩擦力怎么变，转到 90 度就停。This code is much better than time control -- no matter how friction changes, it stops at 90 degrees.

3.5 "冲过头"问题3.5 The "Overshoot" Problem

但你可能会发现：机器人经常转过了 90 度，停在 95 度甚至 100 度的位置。But you may notice: the robot often turns past 90 degrees, stopping at 95 or even 100 degrees.

原因是惯性：电机停了，但机器人还在转。就像你跑步突然刹车，身体还会往前冲一点。The reason is inertia: the motors stop but the robot keeps turning. Just like when you're running and suddenly brake, your body still moves forward a bit.