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。 在康养领域,IMU 可追踪患者痊愈前后的运动功能变化,客观评估康养效果。天津六轴惯性传感器

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。 上海IMU数字传感器参数IMU 具备宽温工作特性,在高低温环境下仍能稳定输出数据。

自主模块化公交(AMB)可动态对接或拆分,能减少交通拥堵、降低能耗,但自主对接过程中面临垂直方向位置漂移、近距离动态遮挡等关键挑战,现有LiDAR-SLAM算法在动态场景下性能受限,难以满足高精度对接需求。近日,华南理工大学与清华大学团队在《GreenEnergyandIntelligentTransportation》期刊发表研究成果,提出一种增强型LiDAR-IMU融合SLAM框架,专为AMB对接场景优化。该框架关键创新包括三点:一是采用带地面约束的两阶段扫描匹配方法,先通过地面特征估计z轴位置、横滚角和俯仰角,再利用非地面特征优化x、y轴位置和航向角,降低垂直漂移;二是设计融合IMU横滚角和俯仰角约束的因子图优化策略,通过周期性重置因子图,减少长期累积误差;三是引入深度学习驱动的前车检测与点云滤波机制,基于PointPillars网络识别前车,过滤遮挡点云以降低动态干扰。该框架解决了AMB对接的关键位置难题,为模块化公交的实际落地提供了关键技术支撑。未来团队将优化算法以适配非平坦地形,并拓展动态障碍物处理能力,推动AMB在复杂城市环境中的广泛应用。
负重行军等任务中,下肢肌肉骨骼损伤可能较高,但现有研究难以量化负载、速度、坡度等因素对人体运动负荷的影响,IMU传感器虽可替代地面反作用力测量,其信号对特定任务需求的敏感性仍不明确。近日,澳大利亚麦考瑞大学等团队在《Galt&Posture》期刊发表研究成果,揭示了负载、速度和坡度对IMU信号衰减的影响规律。研究在20名受试者(有19人完成)中开展,受试者佩戴23kg负重背心,在跑步机上完成不同速度(步行、跑步)、坡度(平地1%、上坡+6%、下坡-6%)及有无负载的组合运动。通过足部和骨盆佩戴的IMU采集垂直加速度数据,计算每步信号衰减、每公里信号衰减及相对衰减等指标,并结合光学运动捕捉和力平台数据进行关联分析。该研究明确了IMU信号衰减可敏感反映任务中的物理负荷变化,为量化负重运动中的人体负荷提供了便捷方法。未来可基于该成果开发运动负荷监测工具,优化训练方案,降低负重运动相关损伤可能。 运动相机内置 IMU,实时检测抖动并完成电子防抖处理。

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。 消费级 IMU 成本可控,易批量集成于各类民用智能设备。国产惯性传感器模块
智能手表内置 IMU,监测用户的日常运动与睡眠姿态。天津六轴惯性传感器
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。 天津六轴惯性传感器