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。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。导航传感器厂家

中挪联合科研团队提出一种基于惯性测量单元(IMU)的6自由度(6-DOF)相机运动校正方法,解决了摄影测量和光学测量中环境干扰(如风、地面振动)导致的相机抖动问题。该方法依赖IMU传感器,通过卡尔曼滤波融合加速度计、陀螺仪和磁力计数据,估算相机的三轴旋转(横滚、俯仰、偏航)和三轴平移(前冲、侧移、升降)运动;构建6个相机模型,分别计算各自由度运动引发的像素偏移,终从图像序列中剔除抖动噪声。实验验证表明,该方法运动校正率约80%,物体距离(3-12m)对校正效果影响极小;100mm焦距镜头的校正率()略优于50mm镜头();像素抖动噪声中90%以上由相机旋转引起,旋转诱导的像素偏移与物体距离无关,而平移诱导的偏移与物体距离呈负相关。该方法无需依赖静态参考点,部署简便,适用于桥梁监测、无人机测量等多种光学测量场景。 江苏角度传感器评测消费级 IMU 成本可控,易批量集成于各类民用智能设备。

一支科研团队提出了一种增强型LiDAR-IMUSLAM框架,专门解决自主模块化公交车(AMB)对接过程中的找到精确位置难题,对推动模块化公共交通的实用化具有重要意义。该框架基于LIO-SAM算法优化,针对AMB对接时的垂直漂移和近距离遮挡两大挑战,提出三项关键改进:一是采用带地面约束的两阶段点云-地图匹配方法,先通过地面特征稳定z轴位置、横滚角和俯仰角,再用非地面特征优化x、y轴位置和航向角,减少垂直漂移;二是引入融合IMU横滚/俯仰约束和周期性因子图重置的优化策略,避免长期误差累积;三是基于深度学习PointPillars算法实现前车检测与点云滤波,减轻对接时的动态遮挡影响。经实车测试验证,该框架在单车场景下的轨迹误差(ATE)均值m,z轴均方根误差(RMSE)低至m,优于传统LIO-SAM;双车对接场景下,姿态误差(APE)和相对姿态误差(RPE)较无遮挡滤波的基线方案分别降低约59%和47%,确保了AMB对接所需的高精度位置信息。
我国的一支科研团队发表了一篇关于多作业环境下自主农业机械避障技术的综述,这对于解决农业劳动力短缺、提升农业生产效率与可持续性具有重要意义。该综述系统分析了自主农业机械避障系统技术,涵盖激光雷达(LiDAR)、视觉相机、雷达、超声波传感器、GPS/GNSS 及惯性测量单元(IMU)等多种感知技术,重点探讨了多传感器融合在提升复杂田间环境下障碍检测准确性与可靠性中的作用。研究还梳理了路径规划算法(包括网格类、采样类、优化类等)和实时决策框架,阐述了它们在犁地、播种、灌溉、收获等多作业场景中的动态适配能力,同时他们还指出了地形变化、恶劣天气、复杂作物布局及农机间干扰等环境与地形因素对避障性能的影响。此领域的未来研究方向,可以是传感器融合、深度学习感知、自适应路径规划及节能设计等方向,这些研究能对为自主农业机械技术的优化升级提供参考,助力推动农业ke'ji与可持续农业发展,以应对全球人口增长带来的粮食安全挑战。在自动驾驶辅助驾驶系统中,IMU 可在隧道、高架桥下等场景补位 GPS,实时监测车辆姿态偏差。

我国的一支科研团队提出了一种深度学习辅助的模型基紧密耦合视觉-惯性姿态估计方法,解决了视觉失效场景下的头部旋转运动姿态估计难题,对虚拟现实、增强现实、人机交互等领域的高精度姿态感知具有重要意义。该方法基于多状态约束卡尔曼滤波(MSCKF)构建视觉-惯性紧密耦合框架,整合了传统模型基方法与深度学习技术:设计轻量化扩张卷积神经网络(CNN),实时估计IMU测量的偏差和比例因子修正参数,并将其融入MSCKF的更新机制;同时提出多元耦合运动状态检测(MCMSD)与动态零更新机制相结合的融合策略,通过视觉光流信息与惯性数据的决策级融合实现精细运动状态判断,在静止状态时触发零速度、零角速率等伪测量更新以减少误差累积。实验验证表明,该方法在包含间歇性视觉失效的全程旋转运动中,姿态估计均方根误差(RMSE)低至°,相比传统CKF、IEKF等方法精度明显提升,且单帧更新耗时,兼顾了实时性与鲁棒性。在真实场景测试中,即使相机被遮挡15秒,该方法仍能明显减少IMU漂移,保持稳定的姿态追踪,充分满足实际应用需求。穿戴式 IMU 设备无需复杂校准和大型空间,可随时随地采集人体运动数据,适配居家康养、运动监测等场景。江苏角度传感器评测
农业无人车靠 IMU,在农田中保持直线行驶与作业。导航传感器厂家
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。 导航传感器厂家