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 采用 MEMS 微机电技术,实现超小型化与低功耗设计。上海进口IMU传感器质量

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。 浙江6轴惯性传感器参数轨道交通 IMU 监测列车倾斜,助力厘米级停车与运维分析。

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。
自动驾驶、城市应急响应等领域对高精度3D地图需求迫切,固态激光雷达凭借无运动部件、耐久性强等优势成为主流传感器,但有限视场导致点云稀疏、特征不足,易引发位姿偏移和测绘失真,传统依赖闭环检测的校正方法在动态或特征稀缺环境中难以适用。近日,同济大学等团队在《InternationalJournalofAppliedEarthObservationandGeoinformation》期刊发表成果,提出SLIMMapping(固态激光雷达-IMU耦合测绘)方法,解决上述难题。该技术包含初始特征测绘和位姿优化测绘两大模块,通过基于感兴趣区域(ROI)的自适应编码与特征提取pipeline,有序处理固态激光雷达的无序3D点云;融合高频IMU数据智能筛选关键帧,基于位姿图优化实现轨迹校正,无需闭环约束即可减少里程计漂移。 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。

研究团队将IMU传感器集成到农业工作者日常佩戴的装备中,这些小巧耐用的传感器能实时捕捉躯干、肩部、肘部等关键部位的动态变化。即便在尘土飞扬、振动频繁、光线多变的户外农田环境中,传感器依然能保持出色的监测精度,相比传统姿势追踪工具,适应性和可靠性大幅提升。为进一步优化数据准确性,系统还融合了无迹卡尔曼滤波器。该算法能较好过滤户外环境中的干扰噪声,确保采集到的工作姿势数据真实可靠,为后续评估提供精细依据。对农业工作者而言,反复弯腰、扭转等动作易导致肌肉骨骼劳损,而这套IMU系统可提前识别高危姿势,助力研究人员和雇主及时调整作业流程、开展防护培训,从源头减少伤害。这项研究也打破了人们对IMU技术的固有认知——它不只是航空航天等高科技领域的“专属工具”,更能扎根农业场景,成为守护基层劳动者的实用技术,为职业监测技术向高精度、强实用性升级提供了新方向。无人船在水面作业时,IMU 船体抵御风浪保持航向。导航传感器模块
针对老年人防倒监测,IMU 可识别异常步态和摔倒动作,及时触发警报机制。上海进口IMU传感器质量
光学运动捕捉系统(OMC)虽为步态分析金标准,但存在成本高、依赖实验室环境、需视线无遮挡等局限,难以满足日常临床场景需求。基于惯性测量单元(IMU)的步态分析方案便携性强,但传统方法常需复杂安装、复杂校准,且在问题步态场景下精度易受影响,难以完全捕捉足部三维运动轨迹。近日,奥地利FHJOANNEUM应用科学大学等团队在《Galt&Posture》期刊发表研究成果,提出一种基于足底IMU的高精度步态分析方法,有用解决上述难题。该方法在受试者双脚足背通过魔术贴固定IMU传感器,无需复杂位置安装、特殊校准动作,也不依赖磁力计数据,需确保传感器单轴大致指向矢状面即可。通过解析IMU采集的加速度和角速度数据,结合步态事件识别与坐标转换算法,可实时输出整个步态周期内足部在矢状面、额状面和横断面的俯仰角、横滚角、偏航角轨迹,以及垂直抬升和侧向位移数据。该技术操作简便、无需实验室环境,可满足临床步态诊断、疗愈效果评估等需求,为脑卒中后足下垂、跛行等步态异常的量化分析提供了有用工具。未来团队将进一步在真实问题步态患者中验证,并优化传感器安装方式以降低鞋子对测量结果的影响。 上海进口IMU传感器质量