在體育技術(shù)領(lǐng)域,IMU(慣性測(cè)量單元)技術(shù)正以前所未有的方式重塑足球比賽。AdidasFussballliebeFinale足球,作為較早在歐洲錦標(biāo)賽中采用公司“連接球技術(shù)”的官方比賽用球,展示了IMU技術(shù)在現(xiàn)代足球中的應(yīng)用。以下是這款球背后的工程技術(shù)介紹。在一場(chǎng)激烈的賽事中,裁判站在場(chǎng)邊的VAR電視旁,屏幕上播放的是某位球員的傳中球打在對(duì)方球員身上的回放。而在屏幕下方,有一個(gè)類(lèi)似聲波圖的動(dòng)畫(huà),顯示了兩個(gè)明顯的峰值。這個(gè)波形實(shí)際上記錄了兩次碰撞——一次來(lái)自傳球球員的腳,另一次來(lái)自防守球員的手。裁判指向點(diǎn)球點(diǎn),一名進(jìn)攻球員一腳破門(mén)。這一決定性的——同時(shí)也是頗具爭(zhēng)議的——點(diǎn)球判決,部分歸功于AdidasFussballliebeFinale足球內(nèi)部的IMU傳感器所提供的沖擊數(shù)據(jù)。這是較早在歐洲錦標(biāo)賽中使用“連接球技術(shù)”的比賽用球。IMU傳感器可捕捉患者關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)細(xì)節(jié),通過(guò) AI 算法生成三維步態(tài)報(bào)告,適用于術(shù)后恢復(fù)與運(yùn)動(dòng)損傷評(píng)估。江蘇高精度平衡傳感器選型
肌肉骨骼疾病(WMSDs)是職場(chǎng)中常見(jiàn)的健康問(wèn)題,會(huì)導(dǎo)致員工疼痛和工作效率降低。為了更好地評(píng)估和管理這些風(fēng)險(xiǎn),科研人員開(kāi)發(fā)了一種基于慣性測(cè)量單元(IMU)的新型系統(tǒng)。這個(gè)創(chuàng)新系統(tǒng)通過(guò)監(jiān)測(cè)員工在工作時(shí)的身體動(dòng)作和姿勢(shì),會(huì)實(shí)時(shí)評(píng)估WMSDs的風(fēng)險(xiǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中,系統(tǒng)在電纜制造廠進(jìn)行了測(cè)試,通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法的比較,顯示出了較高的一致性和準(zhǔn)確性。研究發(fā)現(xiàn),該系統(tǒng)能夠識(shí)別出傳統(tǒng)方法難以發(fā)現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)姿勢(shì),為預(yù)防和干預(yù)提供了更精確的數(shù)據(jù)支持。IMU系統(tǒng)在評(píng)估工作相關(guān)肌肉骨骼疾病風(fēng)險(xiǎn)方面展示出了巨大潛力。它不僅能幫助企業(yè)減少因WMSDs導(dǎo)致的損失,還能提升員工的工作環(huán)境和健康水平,推動(dòng)職業(yè)健康和安全防護(hù)技術(shù)向更智能、更精細(xì)的方向發(fā)展。浙江國(guó)產(chǎn)IMU傳感器哪家好許多IMU傳感器支持實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸,可以通過(guò)無(wú)線或有線方式將數(shù)據(jù)發(fā)送到處理單元。
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。
近期,美國(guó)研究團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)了一種創(chuàng)新的脊椎負(fù)荷評(píng)估方法,巧妙結(jié)合了IMU和marker系統(tǒng),旨在深入研究和有效評(píng)估日常生活活動(dòng)中脊椎負(fù)荷的變化。實(shí)驗(yàn)中,科研團(tuán)隊(duì)采用IMU傳感器捕獲了11位受試者在執(zhí)行各種日?;顒?dòng)時(shí)的脊椎運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。研究發(fā)現(xiàn)IMU系統(tǒng)在屈伸和旋轉(zhuǎn)任務(wù)中表現(xiàn)出高度一致性,所有任務(wù)均顯示了估計(jì)的脊椎負(fù)荷有著良好的相關(guān)性。這項(xiàng)創(chuàng)新性研究證實(shí),無(wú)論是在靜態(tài)還是動(dòng)態(tài)評(píng)估中,該系統(tǒng)在預(yù)測(cè)脊椎負(fù)荷方面具有高度一致性,特別是在屈伸和攜帶重量行走時(shí)。還表明IMU系統(tǒng)在評(píng)估脊椎負(fù)荷方面扮演著重要角色,并有望成為一種便捷、低成本的評(píng)估工具。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。
帕金森病(PD)患者在美國(guó)約有100萬(wàn)人,而全球患者超過(guò)1000萬(wàn)人。帕金森病是一種慢性的疾病退化性疾病,需要臨床醫(yī)生特別是運(yùn)動(dòng)障礙方面對(duì)患者進(jìn)行密切監(jiān)測(cè)。醫(yī)生經(jīng)常使用標(biāo)準(zhǔn)的臨床儀器,如統(tǒng)一帕金森病評(píng)分量表(UPDRS)。通常來(lái)說(shuō),每名帕金森患者每年需要到臨床醫(yī)生診所進(jìn)行多次的病情評(píng)估。對(duì)于帕金森患者來(lái)說(shuō),這是一個(gè)很大的負(fù)擔(dān)。美國(guó)ShehjarSadhu團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一套基于機(jī)器學(xué)習(xí)的遠(yuǎn)程健康設(shè)備,利用UPDRS任務(wù),遠(yuǎn)程檢測(cè)手部運(yùn)動(dòng)并進(jìn)行分類(lèi)。該系統(tǒng)包含EdgeNode和FogNode。其中EdgeNode使用一雙智能手套記錄手部的活動(dòng),其集成了手指彎曲傳感器和慣性測(cè)量單元(IMU),并將數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸?shù)紽ogNode進(jìn)行分類(lèi)。FogNode運(yùn)行基于機(jī)器學(xué)習(xí)(ML)的活動(dòng)分類(lèi)模型,以對(duì)基于UPDRS的手部運(yùn)動(dòng)任務(wù)進(jìn)行分類(lèi)。角度傳感器的工作溫度范圍是多少?浙江高精度IMU傳感器品牌
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在汽車(chē)領(lǐng)域,IMU 是自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的 “導(dǎo)航員”。它通過(guò)測(cè)量車(chē)輛的加速度和角速度,實(shí)時(shí)計(jì)算車(chē)身姿態(tài),輔助自動(dòng)駕駛系統(tǒng)判斷車(chē)輛是否側(cè)滑、翻滾或偏離車(chē)道。例如,當(dāng)車(chē)輛高速過(guò)彎時(shí),IMU 能及時(shí)檢測(cè)到側(cè)傾趨勢(shì),觸發(fā) ESP(電子穩(wěn)定程序)調(diào)整剎車(chē)和動(dòng)力分配,防止失控。在 GPS 信號(hào)微弱的隧道或城市峽谷中,IMU 還能通過(guò)航位推算維持車(chē)輛定位,確保導(dǎo)航不中斷。此外,IMU 與激光雷達(dá)、攝像頭等傳感器融合,可提升自動(dòng)駕駛的環(huán)境感知精度,幫助車(chē)輛識(shí)別障礙物、規(guī)劃路徑。隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的普及,IMU 將成為汽車(chē)安全的智能組件。江蘇高精度平衡傳感器選型