近期,美國研究團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)了一種創(chuàng)新的脊椎負(fù)荷評(píng)估方法,巧妙結(jié)合了IMU和marker系統(tǒng),旨在深入研究和有效評(píng)估日常生活活動(dòng)中脊椎負(fù)荷的變化。實(shí)驗(yàn)中,科研團(tuán)隊(duì)采用IMU傳感器捕獲了11位受試者在執(zhí)行各種日?;顒?dòng)時(shí)的脊椎運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。研究發(fā)現(xiàn)IMU系統(tǒng)在屈伸和旋轉(zhuǎn)任務(wù)中表現(xiàn)出高度一致性,所有任務(wù)均顯示了估計(jì)的脊椎負(fù)荷有著良好的相關(guān)性。這項(xiàng)創(chuàng)新性研究證實(shí),無論是在靜態(tài)還是動(dòng)態(tài)評(píng)估中,該系統(tǒng)在預(yù)測(cè)脊椎負(fù)荷方面具有高度一致性,特別是在屈伸和攜帶重量行走時(shí)。還表明IMU系統(tǒng)在評(píng)估脊椎負(fù)荷方面扮演著重要角色,并有望成為一種便捷、低成本的評(píng)估工具。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)貨物傾斜、振動(dòng)與位移,IMU 傳感器可記錄運(yùn)輸過程中的異常沖擊,助力物流企業(yè)優(yōu)化包裝方案。浙江原裝IMU傳感器性能
光脈沖原子干涉儀作為一種基于物質(zhì)波相干操控的高精度慣性測(cè)量工具,因其在重力測(cè)量、旋轉(zhuǎn)速率檢測(cè)及基本物理常數(shù)測(cè)定等方面的潛在應(yīng)用而備受關(guān)注。與傳統(tǒng)慣性傳感器相比,原子干涉儀具備更高的測(cè)量精度和穩(wěn)定性,能夠?qū)崿F(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中的高精度測(cè)量。不過,現(xiàn)有的原子慣性傳感器在戶外應(yīng)用中依然面臨不少挑戰(zhàn),包括設(shè)備體積大、對(duì)環(huán)境條件要求嚴(yán)格以及動(dòng)態(tài)范圍有限等問題,這些都制約了它們?cè)趶?fù)雜環(huán)境中的實(shí)際應(yīng)用。近期,法國巴黎-薩克雷大學(xué)的研究人員Clément Salducci和Yannick Bidel帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)在這一領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展。他們開發(fā)了一種新的原子發(fā)射技術(shù),并構(gòu)建了一套雙冷原子加速度計(jì)與陀螺儀系統(tǒng)。該系統(tǒng)運(yùn)用斯特恩-捷爾拉赫效應(yīng),能夠以每秒8.2厘米的速度水平發(fā)射冷原子云,增強(qiáng)了原子陀螺儀的性能,實(shí)現(xiàn)了量程因子穩(wěn)定性達(dá)700 ppm的突破。通過結(jié)合量子傳感器與傳統(tǒng)傳感器的優(yōu)勢(shì),該團(tuán)隊(duì)成功校正了力平衡加速度計(jì)和科里奧利振動(dòng)陀螺儀的漂移和偏差,提升了兩者的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。IMU無線傳感器多少錢響應(yīng)時(shí)間對(duì)慣性傳感器性能有何影響?
在醫(yī)療領(lǐng)域,IMU 是康復(fù)與手術(shù)的 “精細(xì)助手”。在康復(fù)設(shè)備中,IMU 可監(jiān)測(cè)患者的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng),為醫(yī)生提供步態(tài)分析、平衡評(píng)估等數(shù)據(jù),輔助制定個(gè)性化康復(fù)方案。例如,智能康復(fù)手套中的 IMU 能實(shí)時(shí)捕捉手指動(dòng)作,幫助中風(fēng)患者進(jìn)行精細(xì)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練。在手術(shù)導(dǎo)航中,IMU 可追蹤手術(shù)器械的位置和角度,輔助醫(yī)生精細(xì)操作。例如,在脊柱手術(shù)中,IMU 與 CT 影像結(jié)合,可引導(dǎo)穿刺針避開神經(jīng)和血管,減少并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)。未來,IMU 還將在遠(yuǎn)程手術(shù)、可穿戴健康監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域發(fā)揮更大作用。
IMU腕帶評(píng)估輪椅用戶運(yùn)動(dòng)健康。近期,美國的研究團(tuán)隊(duì)利用慣性測(cè)量單元(IMU)和機(jī)器學(xué)習(xí)來準(zhǔn)確評(píng)估手動(dòng)輪椅使用者的運(yùn)動(dòng)健康狀況,這在康復(fù)訓(xùn)練和慢性病管理領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。研究小組將運(yùn)用高性能的IMU傳感器固定到輪椅使用者佩戴的手腕帶上,用來監(jiān)測(cè)并記錄輪椅推進(jìn)過程中的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)設(shè)置了不同強(qiáng)度的六分鐘推力測(cè)試,結(jié)果證實(shí)*使用IMU傳感器就能準(zhǔn)確捕捉到輪椅使用者的速度、距離和節(jié)奏變化,為心血管健康評(píng)估提供了客觀且一致的數(shù)據(jù)。慣性傳感器有哪些主要類型?
跑步者姿態(tài)和速度的監(jiān)測(cè)可以通過在跑步者的日常訓(xùn)練計(jì)劃中積累跑步時(shí)特定信息(例如步頻和步幅)來實(shí)現(xiàn)。基于這個(gè)目的,日本大阪都市大學(xué)城市健康與體育研究中心YutaSuzuki團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種使用IMU估計(jì)跑步時(shí)足部軌跡及步長(zhǎng)的方法。過去的幾年中,在步態(tài)事件監(jiān)測(cè)、步長(zhǎng)估計(jì)方面,生物力學(xué)領(lǐng)域使用IMU進(jìn)行了大量的研究工作。但由于IMU只在其自身的局部坐標(biāo)系中測(cè)量三軸線性加速度、角速度和磁場(chǎng)強(qiáng)度,因此無法直接從IMU數(shù)據(jù)估計(jì)全局坐標(biāo)系中的足部軌跡及步長(zhǎng)。而從IMU數(shù)據(jù)計(jì)算軌跡的一個(gè)主要問題是加速度和角速度測(cè)量中的漂移,隨著評(píng)估時(shí)間的增長(zhǎng),其位置和方位評(píng)估的結(jié)果會(huì)越發(fā)失真。解決這種漂移的一種流行方法是使用零速度假設(shè)進(jìn)行捷聯(lián)積分,其中假設(shè)無論跑步速度如何,足部在支持相中的某個(gè)特定時(shí)間點(diǎn)速度為零。YutaSuzuki團(tuán)隊(duì)在研究中,用安裝在腳背上的兩個(gè)IMU測(cè)量左右腳的加速度和角速度。足部軌跡和步幅長(zhǎng)度是更具IMU數(shù)據(jù)的零速度假設(shè)估計(jì)的,并且估計(jì)IMU的旋轉(zhuǎn)以計(jì)算兩個(gè)連續(xù)步態(tài)支撐相中期的內(nèi)外側(cè)方向和垂直方向位移。通過多軸加速度與陀螺儀數(shù)據(jù),IMU 傳感器可捕捉橋梁微震動(dòng),為工程安全預(yù)警提供可靠依據(jù)。上海機(jī)器人傳感器推薦
IMU傳感器適用于哪些應(yīng)用場(chǎng)景?浙江原裝IMU傳感器性能
人類正在加快讓機(jī)器學(xué)習(xí)自己的技能和智能,機(jī)器人正在變得日益智能,與人類的協(xié)作程度更高,但人形機(jī)器人在執(zhí)行運(yùn)動(dòng)任務(wù)時(shí)仍然面臨著巨大困難。要實(shí)現(xiàn)人形機(jī)器人穩(wěn)健的雙足運(yùn)動(dòng),必須要建立一套完整的系統(tǒng)解決動(dòng)態(tài)一致的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃、反饋控制和狀態(tài)估計(jì)等問題。來自德國的Mihaela Popescu團(tuán)隊(duì)利用運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)對(duì)人形機(jī)器人進(jìn)行全身控制,通過人形機(jī)器人RH5的深蹲和單腿平衡實(shí)驗(yàn),將高頻外部運(yùn)動(dòng)捕捉反饋與基于內(nèi)部傳感器測(cè)量的本體感覺狀態(tài)估計(jì)方法進(jìn)行了比較。本體感覺狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)由IMU傳感器、關(guān)節(jié)編碼器和足部接觸傳感器組成。外部運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)由3臺(tái)連接到計(jì)算機(jī)的攝像機(jī)組成,用于跟蹤機(jī)器人IMU框架上的反射標(biāo)記,為全身控制器提供準(zhǔn)確快速的狀態(tài)反饋,并通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù),檢索人形浮動(dòng)基的姿態(tài),與基于IMU數(shù)據(jù)的本體感覺狀態(tài)估計(jì)方法進(jìn)行直接比較。浙江原裝IMU傳感器性能