近期,來自美國的研究者們探索了如何利用慣性測量單元(IMU)和機器學(xué)習(xí)來準(zhǔn)確預(yù)測人體關(guān)節(jié)活動,這在健康監(jiān)測、外骨骼控制和工作相關(guān)肌肉骨骼疾病風(fēng)險識別等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。研究小組運用隨機森林算法,分析了不同數(shù)量和位置的IMU對預(yù)測踝、膝、髖關(guān)節(jié)角度的影響。為了驗證IMU置于鄰近身體部位會提高預(yù)測準(zhǔn)確性,實驗設(shè)置了非鄰近的IMU對照組,結(jié)果證實使用關(guān)節(jié)角度信息就可獲得比較好預(yù)測效果。這表明未來關(guān)節(jié)角度的預(yù)測主要依賴于其歷史角度值,對于多種簡單運動而言,這是實用且高效的輸入信號。此研究表明,機器學(xué)習(xí)預(yù)測關(guān)節(jié)角度并不一定需要更多的IMU傳感器。單一或少數(shù)幾個精心布置的IMU就能提供準(zhǔn)確的預(yù)測,這對于康復(fù)訓(xùn)練、穿戴式外骨骼控制等實際應(yīng)用場景意義重大,減少了傳感器的數(shù)量不僅簡化了設(shè)備的使用,也保持了預(yù)測的準(zhǔn)確性。IMU傳感器適用于哪些應(yīng)用場景?上海慣性傳感器應(yīng)用
現(xiàn)代無人機的飛行穩(wěn)定性高度依賴IMU構(gòu)建的"數(shù)字平衡感官系統(tǒng)"。當(dāng)遭遇6級側(cè)風(fēng)時,IMU可在3毫秒內(nèi)感知機體傾斜,通過PID控制算法調(diào)整電機轉(zhuǎn)速,將姿態(tài)角波動抑制在±0.5°范圍內(nèi)。這種實時響應(yīng)能力使得無人機在農(nóng)業(yè)植保作業(yè)中,即使面對復(fù)雜氣流擾動,仍能保持藥液噴灑軌跡誤差小于15厘米。在測繪領(lǐng)域,IMU的精度直接決定成果質(zhì)量。值得關(guān)注的是,微型IMU正在改變仿生無人機設(shè)計。行業(yè)痛點在于低成本MEMS-IMU的溫度漂移問題。溫控真空封裝技術(shù),將陀螺儀零偏不穩(wěn)定性從10°/h降至0.5°/h,配合深度學(xué)習(xí)補償算法,使冬季-20℃環(huán)境下的航跡規(guī)劃精度提升76%。這為極地科考、高海拔巡檢等特種作業(yè)開辟了新可能。江蘇角度傳感器應(yīng)用IMU傳感器的功耗因型號而異。
葡萄牙研究團隊開發(fā)了一種e-Textile智能背心,結(jié)合sEMG傳感器和IMU,旨在實時監(jiān)測和評估用戶的前傾頭姿勢。研究團隊將sEMG傳感器集成到背心中,用于監(jiān)測頸部肌肉活動,同時利用IMU傳感器跟蹤脊柱的曲度變化。實驗結(jié)果顯示,隨著運動幅度的增大,sEMG傳感器捕捉到的頸部肌肉活動增強,IMU傳感器捕捉到脊柱曲度變化明顯。實驗結(jié)果顯示,無論運動幅度如何,特別是大范圍運動時,IMU傳感器都能清晰地顯示出肌肉活動變化和脊柱曲度變化,揭示了肌肉活動與頭部前伸姿勢風(fēng)險之間的內(nèi)在聯(lián)系。
在智能交通領(lǐng)域,IMU 是道路的 “安全衛(wèi)士”。它通過監(jiān)測車輛的加速度、角速度和航向變化,輔助自動駕駛系統(tǒng)識別危險工況。例如,在暴雨或冰雪天氣中,IMU 可檢測車輛側(cè)滑趨勢,觸發(fā) ESP 系統(tǒng)調(diào)整剎車和動力分配;結(jié)合胎壓傳感器數(shù)據(jù),還能動態(tài)計算不同路面的摩擦系數(shù),自動切換駕駛模式(如雪地模式、運動模式)。在智能交通管理中,IMU 與攝像頭、雷達融合,可實時分析車流量和事故風(fēng)險,優(yōu)化信號燈配時;當(dāng)檢測到路口車輛急剎頻率異常升高時,系統(tǒng)會自動延長綠燈時間,緩解擁堵并降低追尾風(fēng)險。此外,IMU 還能用于共享單車的電子圍欄定位,防止車輛亂停亂放;通過檢測車輛傾斜角度和移動速度,可判斷用戶是否在禁停區(qū)域停車,并聯(lián)動 APP 發(fā)出提示音引導(dǎo)規(guī)范停放。如何根據(jù)應(yīng)用場景選擇IMU的量程和精度?
日本研究團隊成功研發(fā)了一種創(chuàng)新的進食速度監(jiān)測系統(tǒng),巧妙融合IMU技術(shù),旨在深入研究并有效評估個體在自由生活環(huán)境下的進食習(xí)慣。實驗中,科研團隊把IMU傳感器固定在受試者佩戴的腕帶中,以監(jiān)測并記錄進食手腕時的運動數(shù)據(jù)。通過實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn),無論在自由生活的環(huán)境還是測試環(huán)境,IMU腕帶能保持較高的監(jiān)測精度,并能區(qū)分不同的進食動作,如咀嚼和吞咽,從而量化進食速度。實驗表明,無論進食環(huán)境如何,IMU腕帶都能保持較高的監(jiān)測精度。這一發(fā)現(xiàn)強調(diào)了IMU在飲食監(jiān)測中的重要作用,并為開發(fā)更為有效的飲食干預(yù)方案提供了強有力的支持。結(jié)合 AI 算法,IMU 傳感器為影視動畫、體育訓(xùn)練提供低成本、高靈活性的動作捕捉解決方案。北京國產(chǎn)傳感器
IMU傳感器的輸出數(shù)據(jù)格式是什么?上海慣性傳感器應(yīng)用
希臘的一支科研團隊開發(fā)了一種新型可穿戴系統(tǒng),結(jié)合了慣性測量單元(IMU),能夠在人們睡覺時精確監(jiān)測呼吸率,這對于睡眠障礙的診斷和具有重要意義。研究人員使用了五個小型IMU傳感器,分別放置在腰部、手臂和腿部,通過信號處理框架來實時監(jiān)測這些重要指標(biāo)。實驗結(jié)果顯示,腰部的IMU就能實現(xiàn)與專業(yè)醫(yī)療設(shè)備相當(dāng)?shù)谋O(jiān)測效果,誤差極小。不經(jīng)如此,這種監(jiān)測方式對于患有不同程度睡眠呼吸暫停綜合癥的人群同樣有效。研究表明,即使是在睡眠中經(jīng)歷多次呼吸暫停的患者,基于IMU的檢測系統(tǒng)也能準(zhǔn)確監(jiān)測他們的呼吸率。這一發(fā)現(xiàn)證明IMU在監(jiān)測睡眠期間的生命體征方面的巨大潛力,為監(jiān)測技術(shù)提供了新途徑。上海慣性傳感器應(yīng)用
上海慣師科技有限公司是一家有著先進的發(fā)展理念,先進的管理經(jīng)驗,在發(fā)展過程中不斷完善自己,要求自己,不斷創(chuàng)新,時刻準(zhǔn)備著迎接更多挑戰(zhàn)的活力公司,在上海市等地區(qū)的電子元器件中匯聚了大量的人脈以及**,在業(yè)界也收獲了很多良好的評價,這些都源自于自身的努力和大家共同進步的結(jié)果,這些評價對我們而言是比較好的前進動力,也促使我們在以后的道路上保持奮發(fā)圖強、一往無前的進取創(chuàng)新精神,努力把公司發(fā)展戰(zhàn)略推向一個新高度,在全體員工共同努力之下,全力拼搏將共同上海慣師科技供應(yīng)和您一起攜手走向更好的未來,創(chuàng)造更有價值的產(chǎn)品,我們將以更好的狀態(tài),更認真的態(tài)度,更飽滿的精力去創(chuàng)造,去拼搏,去努力,讓我們一起更好更快的成長!