近期,科研團(tuán)隊(duì)提出了一種基于水平姿態(tài)約束(HAC)的IMU/里程計(jì)融合導(dǎo)航方法,解決了傳統(tǒng)非完整約束(NHC)算法中IMU姿態(tài)誤差累積導(dǎo)致的精度下降問(wèn)題,對(duì)提升地面車(chē)輛導(dǎo)航可靠性具有重要意義。該方法利用車(chē)輛水平勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)垂直加速度與重力加速度一致的特性,通過(guò)加速度計(jì)輸出判斷運(yùn)動(dòng)狀態(tài),將俯仰角和橫滾角歸零以實(shí)現(xiàn)姿態(tài)校正,在傳統(tǒng)NHC算法基礎(chǔ)上增加水平姿態(tài)約束,構(gòu)建了包含姿態(tài)誤差、速度誤差、位置誤差及傳感器漂移的15維狀態(tài)方程和融合速度與姿態(tài)數(shù)據(jù)的測(cè)量方程,基于卡爾曼濾波實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)融合。經(jīng)兩組真實(shí)車(chē)輛測(cè)試數(shù)據(jù)驗(yàn)證,該算法相比傳統(tǒng)NHC算法,水平精度分別提升約63%和70%,垂直精度分別提升98%和97%,姿態(tài)誤差(橫滾角、俯仰角)改善幅度達(dá)88%以上,極大減少了誤差累積,提升了導(dǎo)航系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。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。江蘇六軸慣性傳感器參數(shù)

印度尼西亞研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了一項(xiàng)針對(duì)低成本GNSS/IMU移動(dòng)測(cè)繪應(yīng)用的研究,旨在解決復(fù)雜環(huán)境下低成本GNSS接收機(jī)信號(hào)質(zhì)量差、多路徑干擾明顯及信號(hào)中斷等問(wèn)題,通過(guò)融合技術(shù)提升位置精度。研究采用U-bloxF9RGNSS/IMU模塊安裝在車(chē)輛上,選取開(kāi)闊天空、城市環(huán)境及商場(chǎng)地下室等復(fù)雜場(chǎng)景進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,運(yùn)用單點(diǎn)位置(SPP/IMU)和差分GNSS(DGNSS/IMU)兩種處理方式,結(jié)合無(wú)跡卡爾曼濾波器(UKF)處理非線(xiàn)性系統(tǒng)模型,并通過(guò)低通和高通濾波器對(duì)IMU數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪處理。結(jié)果顯示,在無(wú)信號(hào)中斷情況下,SPP/IMU融合相較于單獨(dú)GNSS位置,東向和北向精度分別提升和;DGNSS/IMU融合的精度提升更為明顯,東向和北向分別達(dá)和,TransmartSidoarjo場(chǎng)景下RMSE為(東向)和(北向)。IMU數(shù)據(jù)去噪后,融合精度進(jìn)一步提升厘米級(jí)。不過(guò)在信號(hào)中斷場(chǎng)景中,該融合方案未能達(dá)到預(yù)期位置精度,短時(shí)間中斷時(shí)雖能提供車(chē)輛運(yùn)動(dòng)軌跡模式,但方向和幅度存在偏差,長(zhǎng)時(shí)間中斷時(shí)誤差明顯增大(東向約、北向約)。該研究證實(shí)了UKF融合低-costGNSS/IMU在復(fù)雜環(huán)境移動(dòng)測(cè)繪中的可行性,為相關(guān)低成本導(dǎo)航應(yīng)用提供了技術(shù)參考,但其在信號(hào)中斷場(chǎng)景的性能仍需進(jìn)一步優(yōu)化。 國(guó)產(chǎn)平衡傳感器生產(chǎn)廠家IMU傳感器的使用壽命一般是多長(zhǎng)?

新西蘭奧克蘭大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)采用搭載慣性測(cè)量單元(IMU)的智能沉積物顆粒(SSP),開(kāi)展水槽實(shí)驗(yàn)探究口袋幾何形狀對(duì)粗顆粒泥沙起動(dòng)的影響,為礫石河床泥沙輸移建模提供了新視角。實(shí)驗(yàn)在固定球形床面上設(shè)置鞍形和顆粒頂部?jī)煞N口袋構(gòu)型,通過(guò)IMU實(shí)時(shí)采集60mm直徑顆粒起動(dòng)過(guò)程中的三軸加速度和角速度數(shù)據(jù),結(jié)合聲學(xué)多普勒測(cè)速儀(ADV)測(cè)量近床流場(chǎng)。結(jié)果表明,完全淹沒(méi)條件下,水流深度對(duì)起動(dòng)閾值影響極小,而口袋幾何形狀起主導(dǎo)作用:鞍形構(gòu)型所需臨界流速更低(均值≈m/s),但產(chǎn)生更強(qiáng)的旋轉(zhuǎn)沖量,比較大旋轉(zhuǎn)動(dòng)能達(dá)×10??J;顆粒頂部構(gòu)型因下游顆粒阻擋,臨界流速更高(均值≈m/s),卻能引發(fā)更持久的翻滾運(yùn)動(dòng)。IMU數(shù)據(jù)揭示了水動(dòng)力作用與顆粒旋轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)的耦合關(guān)系,兩種構(gòu)型的拖曳系數(shù)(C_D≈)和升力系數(shù)(C_L≈)基本一致,驗(yàn)證了幾何形狀主要影響起動(dòng)閾值和運(yùn)動(dòng)軌跡,而非內(nèi)在水動(dòng)力特性。該研究為基于物理機(jī)制的泥沙輸移模型提供了精細(xì)化參數(shù)支持。
一支科研團(tuán)隊(duì)提出了一種基于消費(fèi)級(jí)IMU設(shè)備(智能手機(jī)、智能手表、無(wú)線(xiàn)耳機(jī))的日常步態(tài)分析方法,解決了傳統(tǒng)步態(tài)分析依賴(lài)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境和設(shè)備的局限性。該研究招募16名受試者(平均年齡歲),采集步行、慢跑、上下樓梯四種步態(tài)數(shù)據(jù),測(cè)試了智能手機(jī)放在口袋、背包、肩包三種攜帶場(chǎng)景,通過(guò)iPhone14、AppleWatchSeries10、AirPodsPro的IMU傳感器(加速度計(jì)+陀螺儀)收集數(shù)據(jù),并以Xsens動(dòng)作捕捉系統(tǒng)作為真值參考。數(shù)據(jù)經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和主成分分析(PCA)降維后,采用一種基于滑動(dòng)窗口的新型算法進(jìn)行步態(tài)分割與分組,通過(guò)連續(xù)性匹配分?jǐn)?shù)(CMS)同時(shí)評(píng)估序列連續(xù)性和匹配質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,算法整體分割準(zhǔn)確率達(dá),智能手機(jī)放口袋時(shí)性能比較好(),單一步態(tài)類(lèi)型分析準(zhǔn)確率更高(步行、慢跑);Rand驗(yàn)證了分組的可靠性,在背包等動(dòng)態(tài)攜帶場(chǎng)景下略有下降。該方法利用普及的消費(fèi)級(jí)設(shè)備實(shí)現(xiàn)了真實(shí)場(chǎng)景下的多類(lèi)型步態(tài)分析,為監(jiān)測(cè)、運(yùn)動(dòng)科學(xué)等領(lǐng)域的大規(guī)模步態(tài)研究提供了實(shí)用且低成本的解決方案。 IMU傳感器的輸出數(shù)據(jù)格式是什么?

IMU預(yù)積分技術(shù)已廣泛應(yīng)用于機(jī)器人視覺(jué)慣性導(dǎo)航等領(lǐng)域,能預(yù)處理高頻IMU數(shù)據(jù)、降低實(shí)時(shí)計(jì)算負(fù)擔(dān),但傳統(tǒng)理論缺乏統(tǒng)一的觀測(cè)器視角解讀,限制了其在復(fù)雜場(chǎng)景下的拓展應(yīng)用。如何從基礎(chǔ)理論層面建立預(yù)積分與觀測(cè)器設(shè)計(jì)的關(guān)聯(lián),成為提升機(jī)器人狀態(tài)估計(jì)性能的關(guān)鍵。近日,蒙特利爾綜合理工大學(xué)與悉尼大學(xué)團(tuán)隊(duì)在《Systems&ControlLetters》期刊發(fā)表研究成果,從非線(xiàn)性觀測(cè)器視角為IMU預(yù)積分提供了全新解讀。研究指出,IMU預(yù)積分本質(zhì)上是參數(shù)估計(jì)型觀測(cè)器(PEBO)在移動(dòng)時(shí)域內(nèi)的遞歸實(shí)現(xiàn),在無(wú)噪聲測(cè)量條件下,二者完全等價(jià)——預(yù)積分信號(hào)對(duì)應(yīng)PEBO中的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展變量,且初始條件在關(guān)鍵幀時(shí)刻重置。該結(jié)論已在歐氏空間和SO(3)×??流形中得到驗(yàn)證?;谶@一關(guān)鍵等價(jià)性,研究提出兩大實(shí)用應(yīng)用:一是設(shè)計(jì)新型混合采樣數(shù)據(jù)觀測(cè)器,利用預(yù)積分技術(shù)直接構(gòu)建線(xiàn)性時(shí)變系統(tǒng)的離散模型,無(wú)需近似離散化,實(shí)現(xiàn)全局漸近收斂的狀態(tài)估計(jì);二是解決PEBO的統(tǒng)計(jì)優(yōu)解性問(wèn)題,通過(guò)預(yù)積分的噪聲處理思路,推導(dǎo)含噪輸入下的PEBO優(yōu)化目標(biāo),提升其抗噪聲性能。 如何選擇適合機(jī)器人應(yīng)用的IMU?原裝IMU傳感器校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
IMU傳感器的成本大概是多少?江蘇六軸慣性傳感器參數(shù)
中國(guó)臺(tái)灣大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)提出一種基于慣性測(cè)量單元(IMU)和機(jī)器學(xué)習(xí)的奶牛日常行為模式識(shí)別系統(tǒng),為奶牛監(jiān)測(cè)和繁殖管理提供了解決方案。該系統(tǒng)將9軸IMU傳感器集成于奶牛頸部項(xiàng)圈,采集躺臥、站立、行走、飲水、采食、反芻及其他行為的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù),經(jīng)人工結(jié)合視頻標(biāo)注后,通過(guò)窗口切片、特征提取、特征選擇和歸一化四步處理構(gòu)建行為識(shí)別模型。實(shí)驗(yàn)對(duì)比SVM、隨機(jī)森林和XGBoost三種算法,終XGBoost模型表現(xiàn)優(yōu),采用58個(gè)精選特征(含時(shí)域和頻域特征)實(shí)現(xiàn)的整體F1分?jǐn)?shù),其中反芻()、躺臥()和飲水()行為識(shí)別精度高,“其他”行為()精度低。系統(tǒng)采用5Hz采樣頻率、30秒時(shí)間窗口和90%窗口重疊率,結(jié)合滑動(dòng)窗口投票校正的后端優(yōu)化策略,在線(xiàn)測(cè)試中每日行為識(shí)別總誤差,各奶牛的行為時(shí)間分配與已有研究統(tǒng)計(jì)一致,適用于實(shí)際牧場(chǎng)應(yīng)用場(chǎng)景。 江蘇六軸慣性傳感器參數(shù)