希臘的一支科研團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種新型可穿戴系統(tǒng),結(jié)合了慣性測(cè)量單元(IMU),能夠在人們睡覺(jué)時(shí)精確監(jiān)測(cè)呼吸率,這對(duì)于睡眠障礙的診斷和具有重要意義。研究人員使用了五個(gè)小型IMU傳感器,分別放置在腰部、手臂和腿部,通過(guò)信號(hào)處理框架來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)這些重要指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,腰部的IMU就能實(shí)現(xiàn)與專(zhuān)業(yè)醫(yī)療設(shè)備相當(dāng)?shù)谋O(jiān)測(cè)效果,誤差極小。不經(jīng)如此,這種監(jiān)測(cè)方式對(duì)于患有不同程度睡眠呼吸暫停綜合癥的人群同樣有效。研究表明,即使是在睡眠中經(jīng)歷多次呼吸暫停的患者,基于IMU的檢測(cè)系統(tǒng)也能準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)他們的呼吸率。這一發(fā)現(xiàn)證明IMU在監(jiān)測(cè)睡眠期間的生命體征方面的巨大潛力,為監(jiān)測(cè)技術(shù)提供了新途徑。如何評(píng)估慣性傳感器的抗振性能?江西mems慣性傳感器
在體育技術(shù)領(lǐng)域,IMU(慣性測(cè)量單元)技術(shù)正以前所未有的方式重塑足球比賽。AdidasFussballliebeFinale足球,作為較早在歐洲錦標(biāo)賽中采用公司“連接球技術(shù)”的官方比賽用球,展示了IMU技術(shù)在現(xiàn)代足球中的應(yīng)用。以下是這款球背后的工程技術(shù)介紹。在一場(chǎng)激烈的賽事中,裁判站在場(chǎng)邊的VAR電視旁,屏幕上播放的是某位球員的傳中球打在對(duì)方球員身上的回放。而在屏幕下方,有一個(gè)類(lèi)似聲波圖的動(dòng)畫(huà),顯示了兩個(gè)明顯的峰值。這個(gè)波形實(shí)際上記錄了兩次碰撞——一次來(lái)自傳球球員的腳,另一次來(lái)自防守球員的手。裁判指向點(diǎn)球點(diǎn),一名進(jìn)攻球員一腳破門(mén)。這一決定性的——同時(shí)也是頗具爭(zhēng)議的——點(diǎn)球判決,部分歸功于AdidasFussballliebeFinale足球內(nèi)部的IMU傳感器所提供的沖擊數(shù)據(jù)。這是較早在歐洲錦標(biāo)賽中使用“連接球技術(shù)”的比賽用球。浙江平衡傳感器質(zhì)量IMU傳感器的使用壽命一般是多長(zhǎng)?
國(guó)內(nèi)研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種創(chuàng)新性的類(lèi)蚯蚓機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng),融合了IMU和零速更新技術(shù),旨在深入研究并有效評(píng)估類(lèi)蚯蚓機(jī)器人在不同地形下的精確導(dǎo)航能力。研究員將IMU傳感器固定在類(lèi)蚯蚓機(jī)器人身體上,用來(lái)監(jiān)測(cè)并記錄機(jī)器人在移動(dòng)過(guò)程中的加速度和角速度變化情況。經(jīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證,IMU傳感器可以捕捉到機(jī)器人在不同地形上的運(yùn)動(dòng)軌跡,即使在復(fù)雜和變化的環(huán)境中IMU傳感器也能保持較高的監(jiān)測(cè)精度。實(shí)驗(yàn)表明,地形對(duì)于IMU傳感器的精度監(jiān)測(cè)影響忽略不計(jì),即使在復(fù)雜和變化的環(huán)境中。這說(shuō)明IMU傳感器在精確導(dǎo)航類(lèi)蚯蚓機(jī)器人方面扮演著重要角色,,為研發(fā)更為精細(xì)有效的機(jī)器人控制方案提供支持。
在自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中,慣性測(cè)量單元(IMU)扮演著"黑暗中的眼睛"這一關(guān)鍵角色。當(dāng)車(chē)輛駛?cè)胄l(wèi)星信號(hào)盲區(qū)(如隧道、地下車(chē)庫(kù)或多層高架橋)時(shí),全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)的定位精度會(huì)驟降至米級(jí)甚至完全失效。此時(shí),IMU通過(guò)實(shí)時(shí)測(cè)量三軸加速度和角速度,結(jié)合卡爾曼濾波算法進(jìn)行航位推算(DeadReckoning),可在5秒內(nèi)將定位誤差控制在0.1%行駛距離以?xún)?nèi)。特斯拉的FSD系統(tǒng)采用雙頻IMU冗余設(shè)計(jì),每秒采樣2000次加速度數(shù)據(jù),即使在緊急避障的8G瞬時(shí)加速度下仍能保持穩(wěn)定輸出。更精妙的是,IMU與高精地圖、激光雷達(dá)的多傳感器融合正在改寫(xiě)定位范式。Waymo的第五代系統(tǒng)將IMU數(shù)據(jù)與攝像頭視覺(jué)里程計(jì)(VIO)同步,通過(guò)擴(kuò)展卡爾曼濾波器(EKF)消除陀螺儀零偏誤差,使得在衛(wèi)星信號(hào)中斷60秒后,車(chē)輛仍能保持厘米級(jí)定位精度。2023年加州大學(xué)伯克利分校的測(cè)試數(shù)據(jù)顯示,搭載戰(zhàn)術(shù)級(jí)MEMS-IMU的自動(dòng)駕駛卡車(chē),在30公里連續(xù)隧道中的橫向偏移量為12厘米,較傳統(tǒng)方案提升83%。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(kāi)神經(jīng)和血管,減少并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)。未來(lái),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。針對(duì)風(fēng)電、石油鉆機(jī)等大型設(shè)備,IMU 傳感器實(shí)時(shí)采集振動(dòng)數(shù)據(jù),結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)故障風(fēng)險(xiǎn),延長(zhǎng)設(shè)備壽命。掃地機(jī)器人傳感器選型
結(jié)合 AI 算法,IMU 傳感器為影視動(dòng)畫(huà)、體育訓(xùn)練提供低成本、高靈活性的動(dòng)作捕捉解決方案。江西mems慣性傳感器
馬匹獸醫(yī)進(jìn)行視覺(jué)步態(tài)評(píng)估是診斷馬匹運(yùn)動(dòng)障礙的一個(gè)重要部分,對(duì)運(yùn)動(dòng)不對(duì)稱(chēng)性的測(cè)量可以為診斷提供客觀支持。為了調(diào)查分析馬匹不對(duì)稱(chēng)指數(shù)閾值,以此區(qū)分健康馬和跛行的馬,來(lái)自法國(guó)的ClaireMacaire科研團(tuán)隊(duì)研制了EQUISYM®系統(tǒng),該系統(tǒng)由放置在馬匹頭部、肩部、骨盆和四個(gè)炮骨的七個(gè)IMU(慣性測(cè)量單元)組成,能夠?qū)崟r(shí)記錄馬匹的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù),實(shí)驗(yàn)中用定制的Matlab2020a腳本對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到不對(duì)稱(chēng)指數(shù)(AI)平均值和標(biāo)準(zhǔn)差(SD),使用軟件RStudio用圖形方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)性評(píng)估。在此次實(shí)驗(yàn)中,由7個(gè)IMU組成的EQUISYM®系統(tǒng)為實(shí)驗(yàn)提供了有力的支持,可以在一定程度上為獸醫(yī)的臨床診斷提供技術(shù)支持,但未來(lái)還需要進(jìn)一步研究馬匹頭部、肩部和骨盆運(yùn)動(dòng)之間的相互關(guān)系,提供更多關(guān)于跛行識(shí)別和各種臨床情況下指數(shù)之間關(guān)系的信息,以實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的馬匹跛行情況識(shí)別。江西mems慣性傳感器