人形机器人位置是其运动的关键技术,但非连续支撑、冲击振动及惯性导航漂移等问题,导致传统位置方法难以满足精度需求,且部分方案存在硬件复杂、计算量大等局限。近日,东南大学、新加坡南洋理工大学等团队在《BiomimeticIntelligenceandRobotics》期刊发表研究成果,提出一种基于腿部正向运动学与IMU融合的步态里程计算法。该算法首先建立机器人腿部正向运动学模型,通过D-H参数法求解机身与足部的坐标变换关系;再结合IMU采集的三轴加速度、角速度及欧拉角数据,构建卡尔曼滤波模型,将运动学信息与IMU数据深度融合,实现机器人位置和速度的精细估计。该方案需机器人配备关节编码器和IMU,硬件需求低、计算复杂度小,可适配双足、四足等多种腿部机器人。该算法为室内人形机器人位置提供了有力解决方案,硬件依赖低、适用性广。未来可进一步优化足底滑动补偿策略,提升机器人在复杂地形下的位置鲁棒性。 IMU 可适配多种算法框架,便于与其他传感系统融合应用。江苏惯性传感器厂家

工业机械臂在高速作业时易因碰撞导致设备损坏或人员受伤,传统防碰撞方案响应滞后、误触发率高。近日,某自动化设备厂商宣布基于 IMU 的机械臂防碰撞系统实现量产,已应用于汽车零部件装配生产线。该系统在机械臂的关节及末端执行器处安装高精度 IMU 传感器,实时采集角速度和加速度数据,通过边缘计算模块分析机械臂的运动状态。当机械臂遭遇碰撞时,IMU 可在 0.01 秒内捕捉到异常冲击力引发的姿态突变,触发急停指令,响应速度较传统力传感器提升 10 倍。同时,系统通过 IMU 数据建立机械臂运动模型,区分正常作业的姿态变化与碰撞冲击,误触发率低于 0.1%。实际应用显示,该系统可承受机械臂作业速度可达 2m/s 下的碰撞冲击,能保护价值数十万元的精密工装夹具,且安装成本为传统激光防碰撞方案的 1/3。目前已适配 6 轴、7 轴等主流工业机械臂,未来计划拓展至协作机器人领域,进一步提升人机协同作业的安全性。IMU融合传感器生产厂家IMU 支持动态校准,可实时环境干扰带来的测量偏差。

印度尼西亚研究团队开展了一项针对低成本GNSS/IMU移动测绘应用的研究,旨在解决复杂环境下低成本GNSS接收机信号质量差、多路径干扰明显及信号中断等问题,通过融合技术提升位置精度。研究采用U-bloxF9RGNSS/IMU模块安装在车辆上,选取开阔天空、城市环境及商场地下室等复杂场景进行数据采集,运用单点位置(SPP/IMU)和差分GNSS(DGNSS/IMU)两种处理方式,结合无迹卡尔曼滤波器(UKF)处理非线性系统模型,并通过低通和高通滤波器对IMU数据进行去噪处理。结果显示,在无信号中断情况下,SPP/IMU融合相较于单独GNSS位置,东向和北向精度分别提升和;DGNSS/IMU融合的精度提升更为明显,东向和北向分别达和,TransmartSidoarjo场景下RMSE为(东向)和(北向)。IMU数据去噪后,融合精度进一步提升厘米级。不过在信号中断场景中,该融合方案未能达到预期位置精度,短时间中断时虽能提供车辆运动轨迹模式,但方向和幅度存在偏差,长时间中断时误差明显增大(东向约、北向约)。该研究证实了UKF融合低-costGNSS/IMU在复杂环境移动测绘中的可行性,为相关低成本导航应用提供了技术参考,但其在信号中断场景的性能仍需进一步优化。
平衡能力评估是部分疾病患者日常照护中的重要内容,但传统方法(如伯格平衡量表)需完成多个动作评分,流程繁琐,难以高效开展。近期,科研团队探索用步态特征量化评估这类患者的平衡能力——通过电子步道采集步长、步频等时空数据,结合装在腿部的惯性测量单元(IMU)获取关节活动度、角速度等运动特征,再用逐步筛选重要特征的方法,构建支持向量回归(SVR)、岭回归等机器学习模型,预测患者平衡能力得分。结果显示,SVR模型在15个关键特征下表现较好,预测误差低,能较准确反映患者平衡能力情况。这种结合步态数据与机器学习的方法,为疾病患者平衡能力评估提供了更客观的工具,未来有望辅助日常照护中的相关评估工作。IMU 低延迟传输数据,为设备迅速响应提供技术支撑。

估算牧场牧草量是优化轮牧计划和载畜量的关键,但传统人工测量方法耗时费力,现有基于无人机、卫星等的技术存在成本高、受光照和天气影响等局限,难以满足田间实时监测需求。近日,美国克莱姆森大学团队在《SmartAgriculturalTechnology》期刊发表研究成果,研发出基于惯性测量单元(IMU)的牧草量估算系统,一定程度上解决上述难题。该研究设计了两种测量系统:IMU-Ski系统通过在连接压缩滑板与地面漫游车的连杆上安装IMU,捕捉滑板随作物冠层轮廓的垂直运动,将连杆角度变化转化为作物高度;IMU-Roller系统则在圆柱形滚筒两侧的连杆上安装双IMU,同步记录两侧作物高度。通过将测量的总作物高度(TCH)与植被覆盖率(VC)和田间实测产量关联,构建量预测模型。实验在百慕大草和紫花苜蓿牧场开展,结果显示IMU-Ski系统性能更优。该系统成本低、不受光照条件限制,可实时输出牧草量数据,为牧场管理者提供科学决策依据。未来团队将优化系统,减少安装高度等固定参数影响,无需重新校准即可适配不同漫游车和牵引装置。 穿戴式 IMU 设备无需复杂校准和大型空间,可随时随地采集人体运动数据,适配居家康养、运动监测等场景。浙江高精度IMU传感器推荐
IMU 采用 MEMS 微机电技术,实现超小型化与低功耗设计。江苏惯性传感器厂家
IMU辅助疗愈工作!近期,一支意大利研究团队针对上肢运动轨迹测量给出新的解决方案,该研究聚焦中风、帕金森患者与一般人群的上肢运动学差异,开展了一项包含105名受试者(每组各35人)的观察性研究,通过IMU传感器结合靶向版方块转移测试(tBBT),解决传统方块转移测试(BBT)无法量化上肢运动轨迹的局限。研究中,工作人员在受试者的头部、躯干(C7、T10、L5)及上肢(上臂、前臂、手部)共佩戴7个IMU传感器,同步记录60Hz的运动数据,让受试者完成tBBT的两个阶段任务(同侧转移与对侧转移),随后通过软件分析关节角度(如肩、肘、腕的屈伸、旋转等)、手部轨迹参数及任务执行时间,并与临床评估量表(中风患者用Fugl-Meyer上肢评估FMA-UL,帕金森患者用统一帕金森评定量表UPDRS)进行关联分析。结果显示,三组受试者存在明显运动学差异:中风患者患侧上肢的肩部外展-内收范围受限,需通过更大幅度的躯干屈伸(平均角度°,远高于一般组°)、旋转(平均角度°,一般组为°)及腕部屈伸代偿肘部运动;帕金森患者则表现为肩部运动范围异常及躯干侧屈增加;且神经疾患者的运动平滑度(DLJ值更远离0)和速度均低于一般组,中风患者患侧完成任务时间(秒)是一般组。 江苏惯性传感器厂家