感知系統是機器人能夠實現自主化的必須部分。根據傳感器的作用分，一般傳感器分為：
內部傳感器（體內傳感器）：主要測量機器人內部系統，比如溫度，電機速度，電機載荷，電池電壓等。
外部傳感器（外界傳感器）：主要測量外界環境，比如距離測量，聲音，光線。
根據傳感器的運行方式，可以分為：
被動式傳感器：傳感器本身不發出能量，比如CCD，CMOS攝像頭傳感器，靠捕獲外界光線來獲得信息。
主動式傳感器：傳感器會發出探測信號。比如超聲波，紅外，激光。但是此類傳感器的反射信號會受到很多物質的影響，從而影響準確的信號獲得。同時，信號還狠容易受到干擾，比如相鄰兩個機器人都發出超聲波，這些信號就會產生干擾。
傳感器一般有以下幾個指標：
動態范圍：是指傳感器能檢測的范圍。比如電流傳感器能夠測量1mA－20A的電流，那么這個傳感器的測量范圍就是10log（20/0.001)=43dB. 如果傳感器的輸入超出了傳感器的測量范圍，那么傳感器就不會顯示正確的測量值了。比如超聲波傳感器對近距離的物體無法測量。
分辨率：分辨率是指傳感器能測量的最小差異。比如電流傳感器，它的分辨率可能是5mA，也就是說小于5mA的電流差異，它沒法檢測出。當然越高分辨率的傳感器價格就越貴。
線性度：這是一個非常重要的指標來衡量傳感器輸入和輸出的關系。
頻率：是指傳感器的采樣速度。比如一個超聲波傳感器的采樣速度為20HZ，也就是說每秒鐘能掃描20次。
下面介紹一下常用的傳感器：
編碼器：主要用于測量電機的旋轉角度和速度。任何用電機的地方，都可以用編碼器來作為傳感器來獲得電機的輸出。
TOF 原理
激光傳感器：原理就是一個旋轉得反射鏡，將激光光束或者超聲波按一定間隔反射出去，然后根據旋轉得角度和時間差來得到不同角度得距離值。是用很典型得TOF原理。
不過對于激光傳感器而言，有3種檢測方式：
1）使用脈沖激光，按一定間隔發射激光，然后計算返回時間。這種方法和超聲波一樣，但是激光速度太快，所以對檢測元件要求太高，一般LaserScanner不用這種方式。
2）使用不同頻率得激光，按照一點順序，發射不同頻率得激光，通過檢測返回光束得頻率來得到距離。
3）相位差。多數激光傳感器用得是這種方法。通過檢測發射激光和反射激光得相位差來得到距離。
多普勒效應傳感器：主要用于探測移動物體的速度。目前戰斗機上用的雷達就是基于這個原理的。主要用于躲避快速移動障埃物。
多普勒原理（Doppler)：假設發射器以頻率ft發射波，接收器以頻率fr接受波，發射器和接收器之間的相對速度為v。
如果發射器在移動，則 fr=ft/(1+v/c)
如果接收器在移動，則 fr=ft(1+v/c)
通過計算多普勒頻移來得到相對速度v。
f=ft-fr=2*ft*v*cosA/c
f=多普勒頻移
A＝發射波和運動角度差
目前還沒有適合小型移動機器人的相關傳感器出現。
視覺傳感器：攝像頭都是屬于視覺傳感器，目前200元一個的網絡攝像頭也都可以用作機器人的視覺傳感器。
光電編碼器的原理
電子羅盤：可以檢測機器人與地球南北極之間的角度，從而獲得機器人的朝向。但是精度很低。而且任何磁性物體都會造成羅盤失靈，比如揚聲器。所以要配合其它傳感器，比如編碼器一起使用才能獲得比較好的定位效果。
主要有hall-effect和flux-gate兩種：Hall-Effect 原理的電子羅盤和Flux-gate 原理的電子羅盤
陀螺儀：又分機械陀螺儀和光電陀螺儀。可以檢測絕對朝向。但是目前價格過高，只在飛機上采用。目前最好的光電陀螺儀能提供100KHz的采樣頻率，同時提供0.0001degress/hr的分辨率。但是價格也是同樣昂貴。
GPS系統：這個相比不需要太多的解釋。GPS系統分為標準GPS和差分GPS系統。標準GPS系統能提供15m的誤差定位，而差分GPS系統能提供高達1m內誤差的定位。如果再考慮相位差信號的話，最新的GPS設備能提供精確到10cm的定位坐標。怪不得美國人現在的導彈精確度如此之高。
超聲波傳感器：超聲波傳感器是基于TOF原理。首先發射一組聲波脈沖信號，然后一個積分器就開始計算發射時間。一個返回信號閥值接著就會被設定來接受回波信號，這個閥值會隨著時間的增加而減小，因為回波會隨著距離的增加而發散，從而強度變小。但是在剛發射信號的時候，返回信號的閥值會被設定的很高以防止發射波直接觸發接受器，但是這樣造成一個問題，就是如果檢測的距離很短，在閥值沒有下降之前，返回信號已經到達接收器，這時，接收器會認為這個返回信號是剛發出的信號，從而拒絕接受。超聲波傳感器就會有一個探測盲區，沒法這樣對近距離物體探測。一般超聲波探測器的頻率為40Hz，探測范圍為12c'm－5m，精度為98%-99.1%,分辨率為2cm。同時超聲波是一個20－40度角的面探測，所以可以使用若干個超聲波組成一個超聲波陣列來獲得180度甚至360的探測范圍。 超聲波還有其它幾個缺點，比如交叉感應，掃描頻率低，尤其是使用超聲波陣列的時候，還有回波衰減，折射等問題。不過對于移動機器人來說，超聲波還是目前最廉價和有效的傳感器。
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