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。 IMU 同步采集角速率、线加速度,多维度还原物体运动状态。上海国产平衡传感器校准

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。 江西惯性传感器无人机植保作业中,IMU 机身在田间强风下稳定悬停。

印度的一支科研团队提出了一种可解释的整体多模态框架(IHMF-PD),用于帕金森严重程度的两阶段分类,这对于帕金森的及时疗愈具有重要意义。研究人员通过9轴惯性测量单元(IMU)腕部传感器收集帕金森患者手部在静息和姿势状态下的实时震颤数据,并结合神经科医生提供的MDS-UPDRS、Hoehn和Yahr(H&Y)量表以及PDQ-39等临床评分作为真实标签,构建了精细量化帕金森严重程度的整体多模态框架。他们采用了优化的机器学习模型进行严重程度分类,其中投票分类器表现出良好性能,对震颤严重程度的分类准确率达到,对帕金森整体严重程度的分类准确率更是高达,优于其他分类器。此外,研究团队还运用模型可解释性技术(SHAP和LIME),揭示了模型的决策过程,让神经科医生能够验证和信任预测结果,为临床评估提供了透明度。这一研究凸显了整合多模态传感器数据与优化模型进行准确且可解释预测的潜力,为帕金森的诊断和管理提供了更可靠的解决方案。
一支科研团队提出了一种融合GNSS/IMU与LiDAR生成数字高程模型(DEM)的空中三角测量(AT)方法,解决了复杂地形区域(如埃及明亚省Maghagha市的多地形区域)三维测绘精度不足的问题。该研究采用TrimbleAX60混合航空系统,集成摄影测量相机、激光扫描仪及GNSS/IMU传感器,通过RTX实时校正服务修正GNSS/IMU数据,结合LiDAR生成的高精度DEM初始化AT过程,在MATCH-AT软件中完成航空影像的光束法平差。通过四种方案对比验证(用地面GCPs、GNSS/IMU初始化、DEM初始化、GNSS/IMU+DEM联合初始化),结果表明,GNSS/IMU校正数据的引入使检查点三维坐标均方根误差(RMS)提升:东向(E)从m降至m,北向(N)从m降至m,高程(H)从3m大幅降至m;DEM初始化虽轻微提升精度,但优化了影像匹配效率,而联合初始化方案在高起伏地形中表现比较好。该方法为复杂地形区域的精细三维测绘提供了可靠解决方案,适用于数字孪生、地形测绘、城市规划等领域。 无人配送车搭载 IMU,在楼宇内完成无 GPS 环境下的导航。

跑步运动中,错误的步态(如过度内旋、脚跟冲击过大)易导致膝盖、脚踝损伤,但使用者难以自行察觉。近日,某运动品牌推出集成IMU的智能跑鞋,实现跑步姿态的实时监测与矫正建议。跑鞋的中底和鞋跟处内置微型IMU传感器,采样率达500Hz,实时采集跑步时的步频、步幅、脚落地角度、冲击力度等数据。通过蓝牙连接至手机APP,系统分析步态特征,判断是否存在过度内旋、外旋、脚跟重击等问题,并通过语音或振动提醒使用者调整姿态。同时,APP生成运动报告,记录步态变化趋势,提供个性化训练建议,降低运动损伤可能性。实测数据显示,该跑鞋对步频的测量误差小于±1步/分钟,脚落地角度识别准确率达97%,帮助使用者优化步态后,膝盖受力峰值降低20%。目前产品已上市,适配慢跑、长跑等多种场景,未来将新增运动负荷监测、损伤可能性预警等功能,进一步完善跑步管理方案。 结合卡尔曼滤波算法,IMU 能抵消传感器漂移误差,提升步态分析、康养训练等场景的数据可靠性。浙江AGV传感器测量精度
农业机械搭载 IMU 后,能感知作业姿态,实现播种、施肥等田间操作。上海国产平衡传感器校准
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。 上海国产平衡传感器校准