柔性机械臂因重量轻、功率重量比高,主要用于航空、工业等领域,但结构柔性使其控制难度大——传统采用偏微分方程(PDE)建模,计算复杂难以实时应用。近日,研究人员提出用惯性测量单元(IMU)传感器网络解决这一问题:将柔性臂拆分为多个虚拟刚性段,通过IMU采集每个段的加速度与角速度数据,结合互补滤波处理传感器漂移和噪声,准确估算各段姿态与位置,将柔性臂动力学简化为易实时计算的普通微分方程(ODE)模型。基于此模型,研究人员设计鲁棒模型预测控制(RSMPC)策略,无需复杂PDE计算即可实现实时控制。实验用4.5米长的柔性液压机械臂验证:IMU估算的端点位置与激光测量结果一致性高,控制效果优于PID、PDE等方法,且输入更平滑。该方法为柔性机械臂的实时控制提供了实用路径,未来可结合模态分析减少IMU使用数量,或适配不同边界条件,推动柔性机械臂更主要应用。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。进口平衡传感器校验标准

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。浙江进口IMU传感器应用工业机器人搭载 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。

一支科研团队提出了一种融合GNSS/IMU与LiDAR生成数字高程模型(DEM)的空中三角测量(AT)方法,解决了复杂地形区域(如埃及明亚省Maghagha市的多地形区域)三维测绘精度不足的问题。该研究采用TrimbleAX60混合航空系统,集成摄影测量相机、激光扫描仪及GNSS/IMU传感器,通过RTX实时校正服务修正GNSS/IMU数据,结合LiDAR生成的高精度DEM初始化AT过程,在MATCH-AT软件中完成航空影像的光束法平差。通过四种方案对比验证(用地面GCPs、GNSS/IMU初始化、DEM初始化、GNSS/IMU+DEM联合初始化),结果表明,GNSS/IMU校正数据的引入使检查点三维坐标均方根误差(RMS)提升:东向(E)从m降至m,北向(N)从m降至m,高程(H)从3m大幅降至m;DEM初始化虽轻微提升精度,但优化了影像匹配效率,而联合初始化方案在高起伏地形中表现比较好。该方法为复杂地形区域的精细三维测绘提供了可靠解决方案,适用于数字孪生、地形测绘、城市规划等领域。
我国的一支科研团队设计并校准了一种内嵌微机电系统惯性测量单元(MEMS-IMU)的球形传感器颗粒,实现了与实心球体的运动学等效,这为均质致密颗粒实验中粒子运动信息的测量提供了更具代表性的工具。该传感器颗粒直径40毫米,采用双层球形结构,确保在形状、密度、质心位置、转动惯量和弹性模量等关键参数上与等直径7075系列实心铝球一致,可测量±16g的三轴加速度和±2000°/s的三轴角速度,以1000Hz的高采样率持续工作一小时。研究通过单摆实验验证了传感器颗粒质心与几何中心重合,经自由落体、旋转测试完成了加速度计和陀螺仪的校准,其密度差异小于,转动惯量差异在4%以内。静水中自由沉降实验进一步证实,该传感器颗粒的运动轨迹和速度特性与实心铝球高度一致,且经过24小时耐候性测试展现出良好的稳定性和耐用性。这种低成本、运动学等效的传感器颗粒,为颗粒物质统计力学实验提供了可靠的示踪工具,推动了颗粒追踪技术的发展。 IMU 支持多传感器融合,搭配各类设备提升导航整体可靠性。

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。 多传感器融合系统中,IMU 与 GNSS 互补增效,在卫星信号遮挡时仍能维持连续导航输出。进口平衡传感器校验标准
IMU 可同步采集六轴运动数据,感知物体的空间运动状态。进口平衡传感器校验标准
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。 进口平衡传感器校验标准