近期科研团队研发并实地验证了一款基于超宽带(UWB)与惯性测量单元(IMU)融合导航的木瓜温室自主喷雾机器人,解决了传统人工喷雾劳动强度大、化学成分暴露高及温室环境GPS信号失效的问题。该机器人采用4个温室固定UWB基站与2个车载移动UWB模块,结合BNO055IMU传感器,通过无迹卡尔曼滤波(UKF)融合位置、加速度、角速度及姿态数据,实现精位与航向估计;搭载48V锂电池、200L容量及可调压喷雾系统,支持预设路径导航、化学成分耗尽自动返回补给站及断点续喷功能,同时集成超声波碰撞传感器与手动急停开关作业安全。在中国台湾高雄木瓜温室的实地测试表明,机器人比较高作业速度达m/s,横向偏差在m以内,喷雾雾滴密度(果实表面1708个/cm²)和均匀性优于传统背负式喷雾器,田间作业效率(ha/h)是人工喷雾的5倍,且害虫防治效果与人工相当,完全避免了人员直接接触化学成分,为温室精细农业提供了安全、可持续的解决方案。 IMU传感器是否需要校准?江苏导航传感器价格

IMU预积分技术已广泛应用于机器人视觉惯性导航等领域,能预处理高频IMU数据、降低实时计算负担,但传统理论缺乏统一的观测器视角解读,限制了其在复杂场景下的拓展应用。如何从基础理论层面建立预积分与观测器设计的关联,成为提升机器人状态估计性能的关键。近日,蒙特利尔综合理工大学与悉尼大学团队在《Systems&ControlLetters》期刊发表研究成果,从非线性观测器视角为IMU预积分提供了全新解读。研究指出,IMU预积分本质上是参数估计型观测器(PEBO)在移动时域内的递归实现,在无噪声测量条件下,二者完全等价——预积分信号对应PEBO中的动态扩展变量,且初始条件在关键帧时刻重置。该结论已在欧氏空间和SO(3)×ℝⁿ流形中得到验证。基于这一关键等价性,研究提出两大实用应用:一是设计新型混合采样数据观测器,利用预积分技术直接构建线性时变系统的离散模型,无需近似离散化,实现全局渐近收敛的状态估计;二是解决PEBO的统计优解性问题,通过预积分的噪声处理思路,推导含噪输入下的PEBO优化目标,提升其抗噪声性能。 浙江国产惯性传感器模块Xsens IMU 传感器以战术级精度著称。

印度的一支科研团队提出了一种基于IMU的偏航角和航向角估计方法,通过自适应互补滤波与黄金分割搜索(GSS)算法优化,提升了移动机器人在倾斜农业地形上的导航性能,这对于解决无磁强计或双天线GNSS等参考条件下的可靠标定难题具有重要意义。该方法采用MPU6050IMU传感器,融合三轴加速度计和陀螺仪数据,在互补滤波中引入地形倾斜补偿机制,将倾斜轴上的重力分量纳入横滚角和俯仰角计算,修正动态运动中的加速度计读数偏差。研究通过GSS算法优化滤波加权因子,在收敛阈值σ≤下,需五次迭代即可确定比较好值(约),相比传统固定权重滤波,将斜坡上的偏航角估计误差降低了约°。实验验证中,定制设计的自主地面车辆(AGV)在10°-90°不同坡度地形及快慢不同的方向变化场景下,均实现了稳定的姿态追踪,尤其在中高坡度地形中表现出更高的估计精度。该方法无需依赖易受干扰的磁强计,计算效率高且适用于资源受限的嵌入式系统,为精细农业中的自主机器人导航提供了实用且可靠的解决方案。
负重行军等任务中,下肢肌肉骨骼损伤可能较高,但现有研究难以量化负载、速度、坡度等因素对人体运动负荷的影响,IMU传感器虽可替代地面反作用力测量,其信号对特定任务需求的敏感性仍不明确。近日,澳大利亚麦考瑞大学等团队在《Galt&Posture》期刊发表研究成果,揭示了负载、速度和坡度对IMU信号衰减的影响规律。研究在20名受试者(有19人完成)中开展,受试者佩戴23kg负重背心,在跑步机上完成不同速度(步行、跑步)、坡度(平地1%、上坡+6%、下坡-6%)及有无负载的组合运动。通过足部和骨盆佩戴的IMU采集垂直加速度数据,计算每步信号衰减、每公里信号衰减及相对衰减等指标,并结合光学运动捕捉和力平台数据进行关联分析。该研究明确了IMU信号衰减可敏感反映任务中的物理负荷变化,为量化负重运动中的人体负荷提供了便捷方法。未来可基于该成果开发运动负荷监测工具,优化训练方案,降低负重运动相关损伤可能。 通过多轴加速度与陀螺仪数据,IMU 传感器可捕捉桥梁微震动,为工程安全预警提供可靠依据。

深海探测中,GPS信号无法穿越水体,传统导航系统易受水流干扰,位置精度不足。近日,中科院某研究所研发出适用于深海环境的IMU导航模块,为水下机器人提供可靠导航方案。该模块采用抗压、抗腐蚀的特种IMU传感器,可在水下1000米深度稳定工作,采样率达1000Hz,实时输出机器人的姿态、速度及位移数据。通过与声学位置技术融合,构建多源导航模型,抵消水流干扰导致的漂移,位置误差保持在±米/100米航程内。同时,IMU数据可辅助水下机器人调整推进器功率,优化航行姿态,降低能耗。海试结果显示,搭载该模块的水下机器人在南海1000米深海区域完成地形探测任务,探测精度较传统系统提升40%,续航延长20%。该模块已应用于深海生命观测、海底资源勘探等项目,未来有望拓展至深海救援、海底管道检测等场景。 IMU传感器的成本大概是多少?浙江惯性传感器选型
Xsens IMU 在极端环境中仍能提供稳定数据,广泛应用于航空航天、海洋勘探及应急救援领域。江苏导航传感器价格
日本的一支科研团队开展了一项基于惯性测量单元(IMU)螺旋轴分析的步态研究,旨在探索膝骨关节(KOA)患者与一般人群的膝关节运动差异,为KOA的早期检测提供敏感标志物。研究招募了10名KOA患者、11名青年和10名中年受试者,在受试者股骨外侧髁和胫骨结节处佩戴IMU传感器,采集6米行走过程中的三轴加速度和角速度数据(采样率200Hz),并按步态周期分为支撑相屈曲、支撑相伸展、摆动相屈曲、摆动相伸展四个阶段,每秒计算一次螺旋轴方向。通过球坐标角标准差和比较好拟合平面平均偏差量化螺旋轴变异性,经Kruskal-Wallis检验发现,KOA患者在支撑相的螺旋轴倾斜角(θ̂)标准差低于对照组(相位I:p=;相位II:p=),平面性也更小(相位I:p=;相位II:p=),反映出KOA患者膝关节运动更僵硬、多轴活动受限。该研究证实IMU-based螺旋轴变异性可作为KOA早期诊断的标志物,且该检测方法便携、操作简便,适用于临床和社区筛查场景。 江苏导航传感器价格