卫星姿态估计是空间任务成功的关键,直接影响传感器指向、天线对准及轨道机动精度。传统卫星姿态测量系统常依赖复杂且昂贵的设备,对于纳米卫星、立方星等低成本航天器而言,亟需低成本、高可靠性的姿态估计方案,同时要解决传感器数据噪声、卫星与地面站通信稳定性等问题。近日,尼泊尔工程团队在《Measurement:Sensors》期刊发表研究成果,提出一种基于IMU传感器、卡尔曼滤波及RF-433MHz通信的低成本卫星姿态估计系统。该系统以BNO-055九轴IMU传感器为关键,采集卫星滚转、俯仰、偏航数据,通过扩展卡尔曼滤波(EKF)过滤噪声,结合4匝螺旋天线与RF-433MHz收发模块实现卫星与地面站的稳定通信,利用Matplotlib库完成姿态数据的实时可视化。 如何选择惯性传感器的量程?IMU组合传感器品牌

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。 IMU组合传感器品牌IMU 通过算法校正温漂、零偏,降低数据误差,输出更稳定。

印度的一支科研团队提出了一种基于IMU的偏航角和航向角估计方法,通过自适应互补滤波与黄金分割搜索(GSS)算法优化,提升了移动机器人在倾斜农业地形上的导航性能,这对于解决无磁强计或双天线GNSS等参考条件下的可靠标定难题具有重要意义。该方法采用MPU6050IMU传感器,融合三轴加速度计和陀螺仪数据,在互补滤波中引入地形倾斜补偿机制,将倾斜轴上的重力分量纳入横滚角和俯仰角计算,修正动态运动中的加速度计读数偏差。研究通过GSS算法优化滤波加权因子,在收敛阈值σ≤下,需五次迭代即可确定比较好值(约),相比传统固定权重滤波,将斜坡上的偏航角估计误差降低了约°。实验验证中,定制设计的自主地面车辆(AGV)在10°-90°不同坡度地形及快慢不同的方向变化场景下,均实现了稳定的姿态追踪,尤其在中高坡度地形中表现出更高的估计精度。该方法无需依赖易受干扰的磁强计,计算效率高且适用于资源受限的嵌入式系统,为精细农业中的自主机器人导航提供了实用且可靠的解决方案。
一支科研团队提出了一种基于消费级IMU设备(智能手机、智能手表、无线耳机)的日常步态分析方法,解决了传统步态分析依赖实验室环境和设备的局限性。该研究招募16名受试者(平均年龄岁),采集步行、慢跑、上下楼梯四种步态数据,测试了智能手机放在口袋、背包、肩包三种携带场景,通过iPhone14、AppleWatchSeries10、AirPodsPro的IMU传感器(加速度计+陀螺仪)收集数据,并以Xsens动作捕捉系统作为真值参考。数据经标准化和主成分分析(PCA)降维后,采用一种基于滑动窗口的新型算法进行步态分割与分组,通过连续性匹配分数(CMS)同时评估序列连续性和匹配质量。实验结果显示,算法整体分割准确率达,智能手机放口袋时性能比较好(),单一步态类型分析准确率更高(步行、慢跑);Rand验证了分组的可靠性,在背包等动态携带场景下略有下降。该方法利用普及的消费级设备实现了真实场景下的多类型步态分析,为监测、运动科学等领域的大规模步态研究提供了实用且低成本的解决方案。 IMU传感器可以通过螺丝固定、粘贴或嵌入到设备中,具体安装方式取决于应用需求和设备设计。

近日,来自加拿大的研究团队研发了一种姿势评估系统,该系统融合了IMU技术和无迹卡尔曼滤波器,旨在研究评估农业工作者在田间作业时的姿势,以分析职业相关的肌肉骨骼状态。科研团队将IMU传感器固定到农业工作者佩戴的装备中,以监测并记录工作时躯干、肩部和肘部的动态变化。实验结果发现,IMU传感器能准确捕捉这些部位在复杂农事活动中的动态变化,即使在户外复杂的工作环境中,IMU传感器也能保持较高的监测精度。研究表明,无论工作环境如何,IMU传感器都能保持较高的监测精度。这也证明IMU传感器在评估农业工作者姿势方面扮演着重要角色,并有望推动职业监测技术向更高精度和实用性水平发展。轻量化 IMU 传感器可捕捉三维加速度和角速度,为人体运动的 kinematic 分析提供核心数据。江苏原装惯性传感器
穿戴式 IMU 设备无需复杂校准和大型空间,可随时随地采集人体运动数据,适配居家康养、运动监测等场景。IMU组合传感器品牌
近期,科研团队提出了一种基于水平姿态约束(HAC)的IMU/里程计融合导航方法,解决了传统非完整约束(NHC)算法中IMU姿态误差累积导致的精度下降问题,对提升地面车辆导航可靠性具有重要意义。该方法利用车辆水平匀速运动时垂直加速度与重力加速度一致的特性,通过加速度计输出判断运动状态,将俯仰角和横滚角归零以实现姿态校正,在传统NHC算法基础上增加水平姿态约束,构建了包含姿态误差、速度误差、位置误差及传感器漂移的15维状态方程和融合速度与姿态数据的测量方程,基于卡尔曼滤波实现数据融合。经两组真实车辆测试数据验证,该算法相比传统NHC算法,水平精度分别提升约63%和70%,垂直精度分别提升98%和97%,姿态误差(横滚角、俯仰角)改善幅度达88%以上,极大减少了误差累积,提升了导航系统的稳定性和准确性。IMU组合传感器品牌