中国台湾大学的科研团队提出一种基于惯性测量单元(IMU)和机器学习的奶牛日常行为模式识别系统,为奶牛监测和繁殖管理提供了解决方案。该系统将9轴IMU传感器集成于奶牛颈部项圈,采集躺卧、站立、行走、饮水、采食、反刍及其他行为的运动数据,经人工结合视频标注后,通过窗口切片、特征提取、特征选择和归一化四步处理构建行为识别模型。实验对比SVM、随机森林和XGBoost三种算法,终XGBoost模型表现优,采用58个精选特征(含时域和频域特征)实现的整体F1分数,其中反刍()、躺卧()和饮水()行为识别精度高,“其他”行为()精度低。系统采用5Hz采样频率、30秒时间窗口和90%窗口重叠率,结合滑动窗口投票校正的后端优化策略,在线测试中每日行为识别总误差,各奶牛的行为时间分配与已有研究统计一致,适用于实际牧场应用场景。 通过 IMU 提取的运动特征,可区分一般人群与患者的动作差异,甚至能细分不同严重程度。北京原装传感器

自主机器人导航中,可靠的里程计估计至关重要,但隧道、长走廊等无几何特征环境会导致激光雷达点云退化,传统激光雷达-惯性测量单元(LiDAR-IMU)里程计易出现误差累积。对于滑移转向机器人,轮式里程计虽能提供补充约束,但车轮打滑、横向运动等复杂动作会引发非线性误差,且误差受地形影响较大,传统线性模型难以描述。近日,日本东北大学与产业技术综合研究所(AIST)团队在《RoboticsandAutonomousSystems》期刊发表其成果,提出一种紧密耦合的LiDAR-IMU-轮式里程计算法。该算法创新融入神经网络在线训练,通过因子图优化实现传感器融合与运动学模型学习的统一。研究设计的神经网络分为离线和在线学习模块,离线模块预训练捕捉地形无关特征,在线模块实时适配地形动态变化,同时提出神经自适应里程计因子,确保模型约束与传感器数据一致性。实验验证显示,该算法在点云退化、车轮大幅打滑等极端场景下表现稳健,在8种不同地形及3类复杂测试序列中,轨迹误差(ATE)和相对轨迹误差(RTE)均优于现有主流方法,较固定网络模型精度提升超一倍,且处理耗时为秒,满足实时应用需求。该技术为GNSS缺失环境下的机器人导航提供了新方案。 上海国产惯性传感器参数多传感器融合系统中,IMU 与 GNSS 互补增效,在卫星信号遮挡时仍能维持连续导航输出。

柔性机械臂因重量轻、功率重量比高,主要用于航空、工业等领域,但结构柔性使其控制难度大——传统采用偏微分方程(PDE)建模,计算复杂难以实时应用。近日,研究人员提出用惯性测量单元(IMU)传感器网络解决这一问题:将柔性臂拆分为多个虚拟刚性段,通过IMU采集每个段的加速度与角速度数据,结合互补滤波处理传感器漂移和噪声,准确估算各段姿态与位置,将柔性臂动力学简化为易实时计算的普通微分方程(ODE)模型。基于此模型,研究人员设计鲁棒模型预测控制(RSMPC)策略,无需复杂PDE计算即可实现实时控制。实验用4.5米长的柔性液压机械臂验证:IMU估算的端点位置与激光测量结果一致性高,控制效果优于PID、PDE等方法,且输入更平滑。该方法为柔性机械臂的实时控制提供了实用路径,未来可结合模态分析减少IMU使用数量,或适配不同边界条件,推动柔性机械臂更主要应用。
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。 无人配送车搭载 IMU,在楼宇内完成无 GPS 环境下的导航。

一支科研团队提出了一种增强型LiDAR-IMUSLAM框架,专门解决自主模块化公交车(AMB)对接过程中的找到精确位置难题,对推动模块化公共交通的实用化具有重要意义。该框架基于LIO-SAM算法优化,针对AMB对接时的垂直漂移和近距离遮挡两大挑战,提出三项关键改进:一是采用带地面约束的两阶段点云-地图匹配方法,先通过地面特征稳定z轴位置、横滚角和俯仰角,再用非地面特征优化x、y轴位置和航向角,减少垂直漂移;二是引入融合IMU横滚/俯仰约束和周期性因子图重置的优化策略,避免长期误差累积;三是基于深度学习PointPillars算法实现前车检测与点云滤波,减轻对接时的动态遮挡影响。经实车测试验证,该框架在单车场景下的轨迹误差(ATE)均值m,z轴均方根误差(RMSE)低至m,优于传统LIO-SAM;双车对接场景下,姿态误差(APE)和相对姿态误差(RPE)较无遮挡滤波的基线方案分别降低约59%和47%,确保了AMB对接所需的高精度位置信息。 助听设备融合 IMU,根据用户头部姿态调整声音指向性。江苏IMU组合传感器
IMU 可同步采集六轴运动数据,感知物体的空间运动状态。北京原装传感器
自主模块化公交(AMB)可动态对接或拆分,能减少交通拥堵、降低能耗,但自主对接过程中面临垂直方向位置漂移、近距离动态遮挡等关键挑战,现有LiDAR-SLAM算法在动态场景下性能受限,难以满足高精度对接需求。近日,华南理工大学与清华大学团队在《GreenEnergyandIntelligentTransportation》期刊发表研究成果,提出一种增强型LiDAR-IMU融合SLAM框架,专为AMB对接场景优化。该框架关键创新包括三点:一是采用带地面约束的两阶段扫描匹配方法,先通过地面特征估计z轴位置、横滚角和俯仰角,再利用非地面特征优化x、y轴位置和航向角,降低垂直漂移;二是设计融合IMU横滚角和俯仰角约束的因子图优化策略,通过周期性重置因子图,减少长期累积误差;三是引入深度学习驱动的前车检测与点云滤波机制,基于PointPillars网络识别前车,过滤遮挡点云以降低动态干扰。该框架解决了AMB对接的关键位置难题,为模块化公交的实际落地提供了关键技术支撑。未来团队将优化算法以适配非平坦地形,并拓展动态障碍物处理能力,推动AMB在复杂城市环境中的广泛应用。 北京原装传感器