如何使用六轴传感器去实现串口与Unity3D的通信呢

　　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，
　　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
　　/// 《summary》
　　/// 打印接收的信息
　　/// 《/summary》
　　void PrintData（）
　　{
　　for （int i = 0; i 《 listReceive.Count; i++）
　　{
　　strchar［i］ = （char）（listReceive［i］）;
　　str = new string（strchar）;
　　}
　　Debug.Log（str）;
　　}
　　#region 接收数据
　　void DataReceiveFunction（）
　　{
　　#region 按单个字节发送处理信息，不能接收中文
　　#endregion
　　float［］ a = new float［3］;
　　float［］ w = new float［3］;
　　float［］ angle = new float［3］;
　　float T=0;
　　#region 按字节数组发送处理信息，信息缺失
　　byte［］ Re_buf = new byte［11］;
　　int step = 0;
　　int bytes = 0;
　　while （true）
　　{
　　if （sp ！= null && sp.IsOpen）
　　{
　　try
　　{
　　bytes = sp.Read（Re_buf， 0， Re_buf.Length）;//接收字节
　　if （bytes == 0）
　　{
　　continue;
　　}
　　else
　　{
　　// string strbytes = Encoding.Default.GetString（buffer）;
　　string［］ esStr=new string［Re_buf.Length］;
　　string hexStr = “”;
　　for（int i=0;i《 Re_buf.Length; i++）
　　{
　　esStr［i］= Re_buf［i］.ToString（“X2”） + “”;
　　hexStr += esStr［i］+“”;
　　}
　　if （esStr［0］ ！= “55”）
　　{
　　for（int k=0;k《 esStr.Length; k++）
　　{
　　if（esStr［k］ == “55”）
　　{
　　step = k;
　　byte［］ thr = new byte［step］;
　　int iss= sp.Read（thr， 0， thr.Length）;//接收字节
　　break;
　　}
　　}
　　}
　　byte［］ data = HexStrTobyte（hexStr）;
　　// Debug.Log（.Length）;
　　if （data［0］ == 0x55） //检查帧头
　　{
　　switch （data［1］）
　　{
　　//根据客服给的参考案例，修改为C#的数据解析方式
　　case 0x51：
　　a［0］ = （（short）（data［3］ 《《 8 | data［2］）） / 32768.0f * 16;
　　a［1］ = （（short）（data［5］ 《《 8 | data［4］）） / 32768.0f * 16;
　　a［2］ = （（short）（data［7］ 《《 8 | data［6］）） / 32768.0f * 16;
　　T = （（short）（data［9］ 《《 8 | data［8］）） / 340.0f + 36.25f;
　　break;
　　case 0x52：
　　w［0］ = （（short）（data［3］ 《《 8 | data［2］）） / 32768.0f * 2000;
　　w［1］ = （（short）（data［5］ 《《 8 | data［4］）） / 32768.0f * 2000;
　　w［2］ = （（short）（data［7］ 《《 8 | data［6］）） / 32768.0f * 2000;
　　T = （（short）（data［9］ 《《 8 | data［8］）） / 340.0f + 36.25f;
　　break;
　　case 0x53：
　　angle［0］ = （（short）（data［3］ 《《 8 | data［2］）） / 32768.0f * 180;
　　angle［1］ = （（short）（data［5］ 《《 8 | data［4］）） / 32768.0f * 180;
　　angle［2］ = （（short）（data［7］ 《《 8 | data［6］）） / 32768.0f * 180;
　　T = （（short）（data［9］ 《《 8 | data［8］）） / 340.0f + 36.25f;
　　break;
　　}
　　messageListener（angle）;
　　}
　　}
　　}
　　catch （Exception ex）
　　{
　　if （ex.GetType（） ！= typeof（ThreadAbortException））
　　{
　　}
　　}
　　}
　　// Thread.Sleep（10）;
　　}
　　#endregion
　　}
　　#endregion
　　private byte［］ HexStrTobyte（string hexString）
　　{
　　hexString = hexString.Replace（“ ”， “”）;
　　if （（hexString.Length % 2） ！= 0）
　　hexString += “ ”;
　　byte［］ returnBytes = new byte［hexString.Length / 2］;
　　for （int i = 0; i 《 returnBytes.Length; i++）
　　returnBytes［i］ = Convert.ToByte（hexString.Substring（i * 2， 2）.Trim（）， 16）;
　　return returnBytes;
　　}
　　#region 发送数据
　　public void WriteData（string dataStr）
　　{
　　if （sp.IsOpen）
　　{
　　sp.Write（dataStr）;
　　}
　　}
　　#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。