工业机械臂在高速作业时易因碰撞导致设备损坏或人员受伤,传统防碰撞方案响应滞后、误触发率高。近日,某自动化设备厂商宣布基于 IMU 的机械臂防碰撞系统实现量产,已应用于汽车零部件装配生产线。该系统在机械臂的关节及末端执行器处安装高精度 IMU 传感器,实时采集角速度和加速度数据,通过边缘计算模块分析机械臂的运动状态。当机械臂遭遇碰撞时,IMU 可在 0.01 秒内捕捉到异常冲击力引发的姿态突变,触发急停指令,响应速度较传统力传感器提升 10 倍。同时,系统通过 IMU 数据建立机械臂运动模型,区分正常作业的姿态变化与碰撞冲击,误触发率低于 0.1%。实际应用显示,该系统可承受机械臂作业速度可达 2m/s 下的碰撞冲击,能保护价值数十万元的精密工装夹具,且安装成本为传统激光防碰撞方案的 1/3。目前已适配 6 轴、7 轴等主流工业机械臂,未来计划拓展至协作机器人领域,进一步提升人机协同作业的安全性。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。国产惯性传感器品牌

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。国产惯性传感器品牌IMU 具备高刷新率,可捕捉物体姿态突变,实现实时调控。

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。
马术训练中,骑手姿态偏差和马匹运动异常难以直观量化,传统训练依赖教练经验判断,效率有限。近日,某马术科技公司推出基于IMU的马术训练监测系统,为训练和业余骑乘提供数据化支撑。该系统包含骑手端和马匹端两套IMU传感器模块:骑手的头盔、躯干、腿部共部署5个IMU传感器,采样率达1000Hz,捕捉骑乘时的姿态角度、重心转移幅度;马匹的头部、颈部、背部及四肢安装6个IMU,实时采集马匹的步频、步幅、关节屈伸角度及颠簸程度。数据通过无线传输至终端,系统生成三维运动模型,量化分析骑手姿态稳定性、马匹运动协调性,识别过度前倾、缰绳拉扯过紧等问题,并提供针对性矫正建议。实测显示,该系统对马匹步频测量误差小于±步/分钟,骑手重心偏移识别准确率达96%,帮助骑手优化姿态后,马匹运动舒适度提升28%。目前已应用于马术队训练及马术俱乐部教学,未来将新增马匹状态监测功能。 通过 IMU 提取的运动特征,可区分一般人群与患者的动作差异,甚至能细分不同严重程度。

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。 助听设备融合 IMU,根据用户头部姿态调整声音指向性。国产惯性传感器品牌
在无人机飞行中,IMU 通过感知姿态变化,助力设备实现稳定悬停和航线规划。国产惯性传感器品牌
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。 国产惯性传感器品牌