跑步者姿態(tài)和速度的監(jiān)測(cè)可以通過(guò)在跑步者的日常訓(xùn)練計(jì)劃中積累跑步時(shí)特定信息(例如步頻和步幅)來(lái)實(shí)現(xiàn)?;谶@個(gè)目的,日本大阪都市大學(xué)城市健康與體育研究中心YutaSuzuki團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種使用IMU估計(jì)跑步時(shí)足部軌跡及步長(zhǎng)的方法。過(guò)去的幾年中,在步態(tài)事件監(jiān)測(cè)、步長(zhǎng)估計(jì)方面,生物力學(xué)領(lǐng)域使用IMU進(jìn)行了大量的研究工作。但由于IMU只在其自身的局部坐標(biāo)系中測(cè)量三軸線性加速度、角速度和磁場(chǎng)強(qiáng)度,因此無(wú)法直接從IMU數(shù)據(jù)估計(jì)全局坐標(biāo)系中的足部軌跡及步長(zhǎng)。而從IMU數(shù)據(jù)計(jì)算軌跡的一個(gè)主要問(wèn)題是加速度和角速度測(cè)量中的漂移,隨著評(píng)估時(shí)間的增長(zhǎng),其位置和方位評(píng)估的結(jié)果會(huì)越發(fā)失真。解決這種漂移的一種流行方法是使用零速度假設(shè)進(jìn)行捷聯(lián)積分,其中假設(shè)無(wú)論跑步速度如何,足部在支持相中的某個(gè)特定時(shí)間點(diǎn)速度為零。YutaSuzuki團(tuán)隊(duì)在研究中,用安裝在腳背上的兩個(gè)IMU測(cè)量左右腳的加速度和角速度。足部軌跡和步幅長(zhǎng)度是更具IMU數(shù)據(jù)的零速度假設(shè)估計(jì)的,并且估計(jì)IMU的旋轉(zhuǎn)以計(jì)算兩個(gè)連續(xù)步態(tài)支撐相中期的內(nèi)外側(cè)方向和垂直方向位移。IMU的采樣率對(duì)實(shí)時(shí)性有何影響?浙江IMU融合傳感器多少錢(qián)
近日,一項(xiàng)研究利用慣性傳感器(IMU)對(duì)足球運(yùn)動(dòng)員在跳躍、踢球、短跑等動(dòng)作中的生物力學(xué)負(fù)荷進(jìn)行量化分析,旨在通過(guò)科技手段提升訓(xùn)練效率與競(jìng)技表現(xiàn)。研究團(tuán)隊(duì)為受試者配備了特制的IMU傳感器裝置,在標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)關(guān)節(jié)特定的生物力學(xué)負(fù)荷。研究發(fā)現(xiàn),膝部負(fù)荷與跳躍、踢球成績(jī)呈正相關(guān),表明較高的生物力學(xué)負(fù)荷與更好運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)有關(guān)聯(lián)。這項(xiàng)研究表明,通過(guò)IMU傳感器得到的角度加速度的“膝部負(fù)荷”指標(biāo)可以區(qū)分不同級(jí)別球員在特定足球動(dòng)作中的生物力學(xué)負(fù)荷,為評(píng)估球員表現(xiàn)水平提供了新的量化工具。IMU傳感器在足球訓(xùn)練上的應(yīng)用展示了在體育領(lǐng)域評(píng)估和優(yōu)化訓(xùn)練負(fù)荷的潛力,幫助教練和運(yùn)動(dòng)員更好地理解并管理訓(xùn)練量,以實(shí)現(xiàn)比較好競(jìng)技狀態(tài)。國(guó)產(chǎn)IMU傳感器校準(zhǔn)IMU傳感器在使用前通常需要進(jìn)行校準(zhǔn),以提高測(cè)量精度并減少系統(tǒng)誤差。
希臘的一支科研團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種新型可穿戴系統(tǒng),結(jié)合了慣性測(cè)量單元(IMU),能夠在人們睡覺(jué)時(shí)精確監(jiān)測(cè)呼吸率,這對(duì)于睡眠障礙的診斷和具有重要意義。研究人員使用了五個(gè)小型IMU傳感器,分別放置在腰部、手臂和腿部,通過(guò)信號(hào)處理框架來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)這些重要指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,腰部的IMU就能實(shí)現(xiàn)與專(zhuān)業(yè)醫(yī)療設(shè)備相當(dāng)?shù)谋O(jiān)測(cè)效果,誤差極小。不經(jīng)如此,這種監(jiān)測(cè)方式對(duì)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(cè)系統(tǒng)也能準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)他們的呼吸率。這一發(fā)現(xiàn)證明IMU在監(jiān)測(cè)睡眠期間的生命體征方面的巨大潛力,為監(jiān)測(cè)技術(shù)提供了新途徑。
清華大學(xué)機(jī)械工程系先進(jìn)成形制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提出了一種基于外部 RGB-D 相機(jī)和慣性測(cè)量單元(Inertial Measurement Unit,IMU)組合的爬壁機(jī)器人自主定位方法。清華大學(xué)機(jī)械工程系先進(jìn)成形制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提出并實(shí)現(xiàn)了一種基于外部RGB-D相機(jī)和慣性測(cè)量單元(InertialMeasurementUnit,IMU)組合的爬壁機(jī)器人自主定位方法。該方法采用深度學(xué)習(xí)和核相關(guān)濾波(KernelizedCorrelationFilter,KCF)組合的目標(biāo)跟蹤方法進(jìn)行初步位置定位;在此基礎(chǔ)上,利用法向量方向投影的方法篩選出機(jī)器人外殼頂部的中心點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了爬壁機(jī)器人的位置定位。推導(dǎo)了機(jī)器人底盤(pán)法向量、橫滾角與航向角的定量關(guān)系,設(shè)計(jì)了串聯(lián)的擴(kuò)展Kalman濾波器(ExtendedKalmanFilter,EKF)計(jì)算橫滾角、俯仰角和航向角,實(shí)現(xiàn)機(jī)器人定位中的姿態(tài)估計(jì)。結(jié)合 AI 算法,IMU 傳感器為影視動(dòng)畫(huà)、體育訓(xùn)練提供低成本、高靈活性的動(dòng)作捕捉解決方案。
在智能家居領(lǐng)域,IMU 是環(huán)境的 “隱形管家”。它通過(guò)感知人體動(dòng)作和環(huán)境變化,實(shí)現(xiàn)設(shè)備的智能聯(lián)動(dòng)。例如,用戶(hù)揮動(dòng)手勢(shì)即可控制燈光亮度、空調(diào)溫度或窗簾開(kāi)合;當(dāng)夜間起床時(shí),IMU 檢測(cè)到人體下床的動(dòng)作,會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟低照度地腳燈,避免強(qiáng)光刺激,同時(shí)聯(lián)動(dòng)門(mén)鎖解除靜音模式。IMU 還能監(jiān)測(cè)家居安全,如檢測(cè)窗戶(hù)異常震動(dòng)預(yù)警,或通過(guò)人體姿態(tài)識(shí)別判斷老人是否跌倒;針對(duì)獨(dú)居老人,系統(tǒng)在檢測(cè)到跌倒信號(hào)后,會(huì)立即撥打緊急聯(lián)絡(luò)人并播報(bào)語(yǔ)音指引自救。此外,IMU 與環(huán)境傳感器融合,可自動(dòng)調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度、通風(fēng)和照明,打造個(gè)性化舒適空間;比如根據(jù)用戶(hù)日常作息,在清晨自動(dòng)打開(kāi)窗簾引入自然光,午休時(shí)調(diào)整空調(diào)至靜音節(jié)能模式,實(shí)現(xiàn) “無(wú)感化” 的生活場(chǎng)景適配。慣性傳感器的精度如何影響應(yīng)用效果?江蘇高精度慣性傳感器應(yīng)用
響應(yīng)時(shí)間對(duì)慣性傳感器性能有何影響?浙江IMU融合傳感器多少錢(qián)
意大利研究團(tuán)隊(duì)近期開(kāi)發(fā)了一種創(chuàng)新的手部靈巧度評(píng)估方法,巧妙結(jié)合了慣性測(cè)量單元(IMU)和多種版本的敲擊測(cè)試(TT),旨在深入研究并有效評(píng)估手部的靈巧度、速度和協(xié)調(diào)性。實(shí)驗(yàn)中,科研團(tuán)隊(duì)采用了一款高性能的IMU傳感器,將其嵌入到受試者的手指上,能夠監(jiān)測(cè)并記錄敲擊動(dòng)作時(shí)手指的加速度變化情況。通過(guò)對(duì)比單指和雙指敲擊測(cè)試的結(jié)果,發(fā)現(xiàn)雙指同時(shí)敲擊產(chǎn)生的協(xié)調(diào)性和疲勞感知效果優(yōu)于其他形式的練習(xí)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,無(wú)論是在單指還是雙指敲擊,IMU傳感器都能顯示出手指運(yùn)動(dòng)的變化情況,揭示了運(yùn)動(dòng)變化與手部靈巧度之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián),也證明IMU在評(píng)估和提升手部靈巧度方面扮演著重要角色。浙江IMU融合傳感器多少錢(qián)