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。 便携型 IMU 重量轻、体积小,适配穿戴式与手持设备场景。原装平衡传感器价格

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。江苏国产IMU传感器评测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。

IMU预积分技术已广泛应用于机器人视觉惯性导航等领域,能预处理高频IMU数据、降低实时计算负担,但传统理论缺乏统一的观测器视角解读,限制了其在复杂场景下的拓展应用。如何从基础理论层面建立预积分与观测器设计的关联,成为提升机器人状态估计性能的关键。近日,蒙特利尔综合理工大学与悉尼大学团队在《Systems&ControlLetters》期刊发表研究成果,从非线性观测器视角为IMU预积分提供了全新解读。研究指出,IMU预积分本质上是参数估计型观测器(PEBO)在移动时域内的递归实现,在无噪声测量条件下,二者完全等价——预积分信号对应PEBO中的动态扩展变量,且初始条件在关键帧时刻重置。该结论已在欧氏空间和SO(3)×ℝⁿ流形中得到验证。基于这一关键等价性,研究提出两大实用应用:一是设计新型混合采样数据观测器,利用预积分技术直接构建线性时变系统的离散模型,无需近似离散化,实现全局渐近收敛的状态估计;二是解决PEBO的统计优解性问题,通过预积分的噪声处理思路,推导含噪输入下的PEBO优化目标,提升其抗噪声性能。
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。 康养领域中,IMU 通过监测肢体关节运动轨迹,为神经肌肉患者的运动功能评估提供客观量化依据。

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。 校园巡检机器人通过 IMU,在楼宇走廊内导航与避障。江苏国产IMU传感器评测
IMU(惯性测量单元)可实时采集物体的加速度、角速度和姿态角数据,为运动状态分析提供支撑。原装平衡传感器价格
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。 原装平衡传感器价格