中挪联合科研团队提出一种基于惯性测量单元(IMU)的6自由度(6-DOF)相机运动校正方法,解决了摄影测量和光学测量中环境干扰(如风、地面振动)导致的相机抖动问题。该方法依赖IMU传感器,通过卡尔曼滤波融合加速度计、陀螺仪和磁力计数据,估算相机的三轴旋转(横滚、俯仰、偏航)和三轴平移(前冲、侧移、升降)运动;构建6个相机模型,分别计算各自由度运动引发的像素偏移,终从图像序列中剔除抖动噪声。实验验证表明,该方法运动校正率约80%,物体距离(3-12m)对校正效果影响极小;100mm焦距镜头的校正率()略优于50mm镜头();像素抖动噪声中90%以上由相机旋转引起,旋转诱导的像素偏移与物体距离无关,而平移诱导的偏移与物体距离呈负相关。该方法无需依赖静态参考点,部署简便,适用于桥梁监测、无人机测量等多种光学测量场景。 IMU 测量量程可调,可适配微运动与大动作的不同感知需求。原装惯性传感器模块

法国的一支科研团队发表了一篇关于表面肌电信号(sEMG)与惯性测量单元(IMU)传感器融合用于上肢运动模式识别的综述,对推动人机交互、辅助机器人映射及疗愈等领域的技术发展具有重要意义。该综述系统梳理了sEMG与IMU传感器的信号生成机制、融合原理及要点技术流程(包括信号采集、预处理、特征提取与学习),详细分析了两种传感器在手势识别(HGR)、手语识别(HSLR)、人体活动识别(HAR)、关节角度估计(JAE)及力/扭矩估计(FE/TE)五大要点任务中的应用进展。研究总结了传统机器学习(如SVM、LDA)与深度学习(如CNN、LSTM、Transformer)在特征提取和模式识别中的应用差异,对比了数据级、特征级、决策级及级联预测四种融合策略的优劣,指出特征级融合是当前主流的方法。此外,综述还探讨了该技术在实际应用中面临的数据质量不足、真实环境适应性差、用户间与用户内变异性等挑战,并展望了标准化数据集构建、迁移学习应用、新型融合算法开发及模型可解释性提升等未来研究方向,为相关领域的科研人员和工程师提供了大体的技术参考。IMU组合传感器生产厂家卫星搭载高精度 IMU,监测在轨姿态为轨道修正提供数据。

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。
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。 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。

3D人体姿态估计在步态分析、疗愈监测等临床场景中应用宽广,但现有基于相机和惯性测量单元(IMU)的方法需大量设备,要么依赖多相机系统成本高昂、空间受限,要么需佩戴多个IMU不便患者活动,且易受遮挡影响导致估计精度下降。近日,东京工业大学团队在《EngineeringApplicationsofArtificialIntelligence》期刊发表研究成果,提出一种低成本、高鲁棒性的3D人体姿态估计方案。该方案需单目相机和少量IMU,创新性设计Occ-Corrector语义卷积神经网络,通过Sensor-Reshape层实现传感器数据效率融合,避免过度调整;采用交替损失函数训练策略,提升复杂姿态预测精度。同时,通过对权重矩阵的逆分析确定IMU重要性排序,结合人体对称性原则精简设备数量。实验基于TotalCapture数据集,模拟临床常见的持续遮挡和变化遮挡场景验证。结果显示,需5个IMU(集中于上臂和大腿部位),即可保持与13个IMU相近的遮挡鲁棒性,姿态估计平均关节误差(P-MPJPE)稳定,遮挡误差增幅(IROCN),与多设备方案性能相当。该方案硬件需求低、佩戴便捷,明显解决临床场景中设备复杂、遮挡干扰等痛点。未来团队计划拓展至多人实时姿态估计,并探索在诊断、疗愈设备使用等临床场景的实际应用。 卫星在轨运行时,IMU 监测姿态变化设备正常工作。上海平衡传感器选型
在康养领域,IMU 可追踪患者痊愈前后的运动功能变化,客观评估康养效果。原装惯性传感器模块
深海探测中,GPS信号无法穿越水体,传统导航系统易受水流干扰,位置精度不足。近日,中科院某研究所研发出适用于深海环境的IMU导航模块,为水下机器人提供可靠导航方案。该模块采用抗压、抗腐蚀的特种IMU传感器,可在水下1000米深度稳定工作,采样率达1000Hz,实时输出机器人的姿态、速度及位移数据。通过与声学位置技术融合,构建多源导航模型,抵消水流干扰导致的漂移,位置误差保持在±米/100米航程内。同时,IMU数据可辅助水下机器人调整推进器功率,优化航行姿态,降低能耗。海试结果显示,搭载该模块的水下机器人在南海1000米深海区域完成地形探测任务,探测精度较传统系统提升40%,续航延长20%。该模块已应用于深海生命观测、海底资源勘探等项目,未来有望拓展至深海救援、海底管道检测等场景。 原装惯性传感器模块