自主机器人导航中,可靠的里程计估计至关重要,但隧道、长走廊等无几何特征环境会导致激光雷达点云退化,传统激光雷达-惯性测量单元(LiDAR-IMU)里程计易出现误差累积。对于滑移转向机器人,轮式里程计虽能提供补充约束,但车轮打滑、横向运动等复杂动作会引发非线性误差,且误差受地形影响较大,传统线性模型难以描述。近日,日本东北大学与产业技术综合研究所(AIST)团队在《RoboticsandAutonomousSystems》期刊发表其成果,提出一种紧密耦合的LiDAR-IMU-轮式里程计算法。该算法创新融入神经网络在线训练,通过因子图优化实现传感器融合与运动学模型学习的统一。研究设计的神经网络分为离线和在线学习模块,离线模块预训练捕捉地形无关特征,在线模块实时适配地形动态变化,同时提出神经自适应里程计因子,确保模型约束与传感器数据一致性。实验验证显示,该算法在点云退化、车轮大幅打滑等极端场景下表现稳健,在8种不同地形及3类复杂测试序列中,轨迹误差(ATE)和相对轨迹误差(RTE)均优于现有主流方法,较固定网络模型精度提升超一倍,且处理耗时为秒,满足实时应用需求。该技术为GNSS缺失环境下的机器人导航提供了新方案。 如何选择适合机器人应用的IMU?IMU传感器生产厂家

一支科研团队开发了基于惯性测量单元(IMU)的牧草生物量实时估算系统,为牧场轮牧规划和载畜量优化提供了低成本解决方案。该研究设计了两种IMU传感系统:IMU-Ski(将IMU传感器安装在连接压缩滑板的连杆上,通过滑板随作物冠层轮廓的垂直运动记录连杆角度变化)和IMU-Roller(在圆柱形滚筒两侧的连杆上安装双IMU传感器,同步记录两侧作物高度),并结合无人机RGB图像提取的植被覆盖率(VC),分别以总作物高度(TCH)、VC及两者组合为自变量,为百慕大草和紫花苜蓿构建预测模型。实验结果表明,IMU-Ski性能优于IMU-Roller,其基于TCH的模型在百慕大草中实现的决定系数(R²)和2628kg湿生物量/公顷的标准误差(SeY),在紫花苜蓿中R²达;TCH与VC组合虽在百慕大草中实现比较高R²(),但TCH的模型已能满足实用需求,且避免了VC数据采集与后处理的复杂性,为牧场牧草生物量估算提供了可行的技术方案。 人形机器人传感器评测通过实时监测货物倾斜、振动与位移,IMU 传感器可记录运输过程中的异常冲击,助力物流企业优化包装方案。

临床步态分析中,光学运动捕捉系统(OMC)虽为多段足部模型分析的金标准,但存在空间、成本和时间消耗大的局限,临床适用性受限。基于惯性测量单元(IMU)的步态分析系统虽便捷,却多将足踝视为单一刚性段,难以满足临床对足部分段运动分析的需求。近日,德国慕尼黑大学医学中心团队在《Galt&Posture》期刊发表研究成果,推出一款基于IMU的双段足部模型,并完成其可靠性测试。该模型在传统IMU传感器布置基础上,于跟骨后侧新增一枚传感器,实现对后足与中足运动的分开分析,通过UltiumMotion系统采集胫骨/后足、胫骨/前足、后足/前足在步态周期中的运动学数据,并采用统计参数映射(SPM)和组内相关系数(ICC)评估其评定者间、评定者内及重测可靠性。该模型操作简便、耗时短,可在普通诊室或野外开展,为临床足踝诊断、疗愈效果监测提供了便捷工具。未来团队将进一步开展与OMC系统的对比研究,完善模型以适配问题足型等更多临床场景。
地面反作用力(GRF)是理解运动力学、评估肌肉骨骼负荷的关键,但传统实验室测力板难以推广至日常场景。惯性测量单元(IMU)虽便携,却无法直接捕捉 GRF—德国科研团队通过卷积神经网络(CNN),解决了这一难题。研究招募 20 名参与者,完成走路、爬楼梯、跑步、转弯等 6 种运动,测试不同 IMU 配置(下半身 7 个、单腿 4 个、胫骨 / 骨盆 1 个等)的 3D GRF 预测效果。结果显示:垂直 GRF(vGRF)预测准(相关系数 r≥0.98,相对误差≤7.44%),前后向 GRF 次之(r≥0.92),侧向 GRF 难度高(r≥0.74)。日常运动如走路,单传感器(如胫骨)与多传感器效果相当;但转弯等复杂运动时,下半身或单腿多传感器能降低侧向 GRF 误差。骨盆传感器效果略逊,却仍能满足日常 vGRF 预测需求。该研究表明,单传感器(如胫骨)因简便、低成本,适合日常运动评估;复杂运动需多传感器提升准确性。这为 IMU 在临床步态分析、运动监测中的应用提供了参考,平衡了技术准确度与实用价值。IMU传感器的精度取决于其设计和制造工艺.

法国的一支科研团队发表了一篇关于表面肌电信号(sEMG)与惯性测量单元(IMU)传感器融合用于上肢运动模式识别的综述,对推动人机交互、辅助机器人映射及疗愈等领域的技术发展具有重要意义。该综述系统梳理了sEMG与IMU传感器的信号生成机制、融合原理及要点技术流程(包括信号采集、预处理、特征提取与学习),详细分析了两种传感器在手势识别(HGR)、手语识别(HSLR)、人体活动识别(HAR)、关节角度估计(JAE)及力/扭矩估计(FE/TE)五大要点任务中的应用进展。研究总结了传统机器学习(如SVM、LDA)与深度学习(如CNN、LSTM、Transformer)在特征提取和模式识别中的应用差异,对比了数据级、特征级、决策级及级联预测四种融合策略的优劣,指出特征级融合是当前主流的方法。此外,综述还探讨了该技术在实际应用中面临的数据质量不足、真实环境适应性差、用户间与用户内变异性等挑战,并展望了标准化数据集构建、迁移学习应用、新型融合算法开发及模型可解释性提升等未来研究方向,为相关领域的科研人员和工程师提供了大体的技术参考。惯性传感器有哪些主要类型?上海国产平衡传感器生产厂家
IMU传感器的使用寿命一般是多长?IMU传感器生产厂家
近日,新西兰奥克兰大学等机构团队在《AdvancesinWaterResources》发文,用搭载惯性测量单元(IMU)的“智能泥沙颗粒(SSP)”攻克难题。他们在15米循环水槽设固定球形床面,测试鞍形、颗粒顶部两种凹坑构型下60毫米颗粒起动,采集加速度、角速度等数据,还定义“正脉冲加速度(PIA)”分析动力特性。结果显示,完全淹没时水深对起动阈值几乎无影响,凹坑构型起决定作用:鞍形构型起动临界流速低(平均),旋转冲量强但运动后快停滞;颗粒顶部构型因下游颗粒阻挡,临界流速高(平均),却能引发持久翻滚。研究还发现净升力对起动作用强于拖曳力,两种构型水动力系数稳定(Cd≈、Cl≈)。该研究率先精度量化凹坑几何与泥沙起动动力学关系,为物理基泥沙输运模型提供支撑,对河道治理、水利设计意义重大。团队表示,未来将拓展试验条件,贴合自然河流环境。IMU传感器生产厂家