我国的一支科研团队提出了一种深度学习辅助的模型基紧密耦合视觉-惯性姿态估计方法,解决了视觉失效场景下的头部旋转运动姿态估计难题,对虚拟现实、增强现实、人机交互等领域的高精度姿态感知具有重要意义。该方法基于多状态约束卡尔曼滤波(MSCKF)构建视觉-惯性紧密耦合框架,整合了传统模型基方法与深度学习技术:设计轻量化扩张卷积神经网络(CNN),实时估计IMU测量的偏差和比例因子修正参数,并将其融入MSCKF的更新机制;同时提出多元耦合运动状态检测(MCMSD)与动态零更新机制相结合的融合策略,通过视觉光流信息与惯性数据的决策级融合实现精细运动状态判断,在静止状态时触发零速度、零角速率等伪测量更新以减少误差累积。实验验证表明,该方法在包含间歇性视觉失效的全程旋转运动中,姿态估计均方根误差(RMSE)低至°,相比传统CKF、IEKF等方法精度明显提升,且单帧更新耗时,兼顾了实时性与鲁棒性。在真实场景测试中,即使相机被遮挡15秒,该方法仍能明显减少IMU漂移,保持稳定的姿态追踪,充分满足实际应用需求。户外无人机航拍通过 IMU,实现运动画面的稳定拍摄与跟拍。原装平衡传感器代理商

近日,来自加拿大的研究团队研发了一种姿势评估系统,该系统融合了IMU技术和无迹卡尔曼滤波器,旨在研究评估农业工作者在田间作业时的姿势,以分析职业相关的肌肉骨骼状态。科研团队将IMU传感器固定到农业工作者佩戴的装备中,以监测并记录工作时躯干、肩部和肘部的动态变化。实验结果发现,IMU传感器能准确捕捉这些部位在复杂农事活动中的动态变化,即使在户外复杂的工作环境中,IMU传感器也能保持较高的监测精度。研究表明,无论工作环境如何,IMU传感器都能保持较高的监测精度。这也证明IMU传感器在评估农业工作者姿势方面扮演着重要角色,并有望推动职业监测技术向更高精度和实用性水平发展。浙江6轴惯性传感器厂商无人船在水面作业时,IMU 船体抵御风浪保持航向。

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。
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。 通过 IMU 提取的运动特征,可区分运动功能障碍患者的动作差异。

意大利的一支科研团队开展了一项对比研究,探讨惯性测量单元(IMU)能否作为基于地面反作用力(GRF)的姿势图法的替代方案,为姿势控评估提供更便携的解决方案。研究招募21名青年受试者,在不同表面(实心地面、三种不同刚度泡沫)和视觉条件(睁眼/闭眼)下,同步采集L5水平躯干的IMU加速度数据与力平台的GRF数据,分析了不同滤波截止频率(Hz、Hz、5Hz、10Hz)对IMU指标的影响,并提取时间域和频率域共13项姿势指标进行对比。结果显示,GRF与IMU指标的相关性为弱至中等(|ρ|<),两者均能检测到泡沫表面导致的姿势摆动增加,但频率域表现相反;GRF指标显示闭眼时(尤其在泡沫上)姿势摆动更大,而IMU指标medio-lateral方向的范围和均方根位移在闭眼时降低。研究表明,GRF和IMU指标虽描述相同的姿势行为,但分别聚焦于姿势调整(基于倒立摆模型)和姿势表现,二者并非替代关系而是互补,且IMU信号滤波需标准化(5Hz截止频率可保留95%信号功率),为临床姿势评估提供了灵活选择。 IMU(惯性测量单元)可实时采集物体的加速度、角速度和姿态角数据,为运动状态分析提供支撑。江苏传感器
IMU 测量量程可调,可适配微运动与大动作的不同感知需求。原装平衡传感器代理商
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。 原装平衡传感器代理商