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。 无人机搭载 IMU,实时感知机身姿态,实现稳定悬停与飞行。上海人形机器人传感器厂商

居家瑜伽练习中,使用者难以自行判断动作标准度,易因姿势错误导致肌肉拉伤。近日,某智能硬件品牌推出集成IMU的智能瑜伽垫,实现练习姿态的实时监测与精细纠错。瑜伽垫内置16个分布式IMU传感器,均匀覆盖躯干、四肢对应区域,采样率达500Hz,实时捕捉身体各部位的姿态角度、弯曲幅度及重心分布。通过蓝牙连接手机APP,系统生成三维动作模型,与瑜伽教练的标准动作对比,精细识别含胸、塌腰、关节超伸等问题,通过语音实时指导调整。此外,IMU数据可生成练习报告,记录姿态进步轨迹,提供个性化训练计划。实测显示,该瑜伽垫对瑜伽体式的识别准确率达,能精细捕捉°的姿态偏差,帮助使用者矫正动作后,肌肉发力效率提升30%。目前产品已上市,适配入门、进阶等不同水平瑜伽练习者,未来将新增冥想呼吸节奏监测功能,完善居家健身管理方案。 国产平衡传感器品牌IMU 无需依赖外部信号,在室内、隧道等遮挡环境中仍能持续输出可靠的运动数据。

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。
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。 外骨骼设备融合 IMU,让辅助更贴合人体自然运动规律。

一支科研团队提出了一种基于消费级IMU设备(智能手机、智能手表、无线耳机)的日常步态分析方法,解决了传统步态分析依赖实验室环境和设备的局限性。该研究招募16名受试者(平均年龄岁),采集步行、慢跑、上下楼梯四种步态数据,测试了智能手机放在口袋、背包、肩包三种携带场景,通过iPhone14、AppleWatchSeries10、AirPodsPro的IMU传感器(加速度计+陀螺仪)收集数据,并以Xsens动作捕捉系统作为真值参考。数据经标准化和主成分分析(PCA)降维后,采用一种基于滑动窗口的新型算法进行步态分割与分组,通过连续性匹配分数(CMS)同时评估序列连续性和匹配质量。实验结果显示,算法整体分割准确率达,智能手机放口袋时性能比较好(),单一步态类型分析准确率更高(步行、慢跑);Rand验证了分组的可靠性,在背包等动态携带场景下略有下降。该方法利用普及的消费级设备实现了真实场景下的多类型步态分析,为监测、运动科学等领域的大规模步态研究提供了实用且低成本的解决方案。 结合传感器融合算法,IMU 可抵消环境干扰和数据漂移,提升运动数据的测量精度。上海原装平衡传感器质量
IMU 凭借不依赖外部信号的自主性,在室内、地下等 GNSS 失效场景中仍能稳定输出运动数据。上海人形机器人传感器厂商
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。 上海人形机器人传感器厂商