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。 校园巡检机器人通过 IMU,在楼宇走廊内导航与避障。浙江高精度平衡传感器推荐

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。上海国产平衡传感器测量精度工业机器人搭载 IMU 后,能实时感知作业过程中的振动和位置偏移,确保精密制造的准确性。

地质勘探中,地层振动信号的精细采集是判断地下资源分布的关键,但传统设备易受环境干扰,信号辨识度低。近日,某地质科技公司推出搭载特种IMU的勘探设备,提升地层数据采集精度。该设备内置抗干扰IMU传感器,可在-40℃至85℃的极端环境中稳定工作,采样率达2000Hz,能捕捉到纳米级的地层振动位移。IMU与地震检波器数据融合,通过滤波算法剔除环境噪声,精细提取地层反射信号,助力识别地下油气、矿产资源的分布范围及深度。同时,IMU实时监测设备姿态,确保勘探探头始终垂直触地,信号采集一致性提升50%。野外试验显示,该设备在内蒙古某矿区的勘探任务中,资源位置误差小于5米,较传统设备精度提升35%,勘探效率提高2倍。目前已应用于油气勘探、矿产普查等项目,未来将适配深海地质勘探场景,为地下资源开发提供可靠数据支撑。
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。 穿戴式 IMU 设备轻巧便携,能无接触捕捉人体关节活动轨迹,适配日常运动监测与康养评估场景。

近期,科研团队提出了一种基于水平姿态约束(HAC)的IMU/里程计融合导航方法,解决了传统非完整约束(NHC)算法中IMU姿态误差累积导致的精度下降问题,对提升地面车辆导航可靠性具有重要意义。该方法利用车辆水平匀速运动时垂直加速度与重力加速度一致的特性,通过加速度计输出判断运动状态,将俯仰角和横滚角归零以实现姿态校正,在传统NHC算法基础上增加水平姿态约束,构建了包含姿态误差、速度误差、位置误差及传感器漂移的15维状态方程和融合速度与姿态数据的测量方程,基于卡尔曼滤波实现数据融合。经两组真实车辆测试数据验证,该算法相比传统NHC算法,水平精度分别提升约63%和70%,垂直精度分别提升98%和97%,姿态误差(横滚角、俯仰角)改善幅度达88%以上,极大减少了误差累积,提升了导航系统的稳定性和准确性。便携型 IMU 重量轻、体积小,适配穿戴式与手持设备场景。9轴惯性传感器评测
3D 扫描设备搭载 IMU,辅助实现移动扫描时的姿态校准。浙江高精度平衡传感器推荐
近日,美国研究团队成功研发了一种创新的实时运动捕捉系统,巧妙结合了IMU技术,旨在有效应对无线数据传输中的数据丢失问题。实验中,科研团队采用IMU传感器,将其分布在运动员的身体关键部位,实时监测并记录运动时的加速度和角度变化情况。即使在高达20%的数据丢失率下,IMU传感器仍能保持较高精度的运动捕捉。研究结果显示,无论数据丢失率如何,尤其是在高数据丢失率的情况下,IMU传感器仍能保持较高的运动捕捉精度,揭示了数据丢失对运动捕捉的影响。这也证明IMU在应对无线数据丢失方面扮演着重要角色,有望推动运动捕捉技术向更高精度和鲁棒性水平发展。浙江高精度平衡传感器推荐