在醫(yī)療領(lǐng)域,IMU 是康復(fù)與手術(shù)的 “精細(xì)助手”。在康復(fù)設(shè)備中,IMU 可監(jiān)測患者的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng),為醫(yī)生提供步態(tài)分析、平衡評估等數(shù)據(jù),輔助制定個(gè)性化康復(fù)方案。例如,智能康復(fù)手套中的 IMU 能實(shí)時(shí)捕捉手指動(dòng)作,幫助中風(fēng)患者進(jìn)行精細(xì)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練。在手術(shù)導(dǎo)航中,IMU 可追蹤手術(shù)器械的位置和角度,輔助醫(yī)生精細(xì)操作。例如,在脊柱手術(shù)中,IMU 與 CT 影像結(jié)合,可引導(dǎo)穿刺針避開神經(jīng)和血管,減少并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)。未來,IMU 還將在遠(yuǎn)程手術(shù)、可穿戴健康監(jiān)測等領(lǐng)域發(fā)揮更大作用。慣性傳感器有哪些主要類型?上海導(dǎo)航傳感器生產(chǎn)廠家
中國研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種創(chuàng)新的跑步參數(shù)評估方法,巧妙結(jié)合了IMU和多模態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),旨在深入研究并有效評估跑步時(shí)的步態(tài)參數(shù)??蒲袌F(tuán)隊(duì)采用IMU傳感器,將其固定在跑者的腳踝處,以實(shí)時(shí)監(jiān)測并記錄跑步時(shí)腳踝的加速度變化情況。通過集成多模態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),研究人員能夠準(zhǔn)確預(yù)測跑步過程中的步幅長度、步頻等關(guān)鍵參數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,即使在不同跑步速度下,IMU與多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合能夠顯著提高參數(shù)預(yù)測的準(zhǔn)確性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,無論跑步速度如何,IMU傳感器與多模態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合能夠清晰地顯示出跑步參數(shù)的變化情況,揭示了跑步參數(shù)與跑步效率之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。平衡傳感器應(yīng)用導(dǎo)航傳感器的主要功能是什么?
跑步者姿態(tài)和速度的監(jiān)測可以通過在跑步者的日常訓(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)足部軌跡及步長的方法。過去的幾年中,在步態(tài)事件監(jiān)測、步長估計(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)系中測量三軸線性加速度、角速度和磁場強(qiáng)度,因此無法直接從IMU數(shù)據(jù)估計(jì)全局坐標(biāo)系中的足部軌跡及步長。而從IMU數(shù)據(jù)計(jì)算軌跡的一個(gè)主要問題是加速度和角速度測量中的漂移,隨著評估時(shí)間的增長,其位置和方位評估的結(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測量左右腳的加速度和角速度。足部軌跡和步幅長度是更具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。
運(yùn)動(dòng)分析對于截肢者康復(fù)至關(guān)重要,但傳統(tǒng)方法受限于實(shí)驗(yàn)室環(huán)境。IMU技術(shù)以其便攜性,為真實(shí)世界中的運(yùn)動(dòng)分析提供了可能。研究人員采用IMU傳感器,通過與OpenSimIMU逆運(yùn)動(dòng)學(xué)工具包和多功能四元數(shù)濾波器的集成,開發(fā)了一種新穎的步態(tài)分析方法。在對一名使用經(jīng)皮骨整合植入物的截肢者進(jìn)行的案例研究中,該方法顯示出與光學(xué)運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)相當(dāng)?shù)臏?zhǔn)確性。這項(xiàng)研究成功驗(yàn)證了IMU技術(shù)在步態(tài)分析中的臨床適用性,為截肢者提供了一種新的、可靠的運(yùn)動(dòng)監(jiān)測工具,有助于推動(dòng)個(gè)性化康復(fù)方案的發(fā)展。IMU傳感器與普通加速度計(jì)/陀螺儀的區(qū)別是什么?
在物流行業(yè),IMU 是包裹的 “防震保鏢”。它通過監(jiān)測運(yùn)輸過程中的振動(dòng)、沖擊和傾斜角度,實(shí)時(shí)評估貨物的受損風(fēng)險(xiǎn)。例如,在精密儀器運(yùn)輸中,IMU 可檢測急剎車、顛簸路面等突發(fā)狀況,觸發(fā)緩沖裝置保護(hù)貨物;對于玻璃制品、電子芯片等易碎品,還能通過記錄振動(dòng)頻率與加速度峰值,為包裝設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持,優(yōu)化泡沫填充或氣墊布局。此外,IMU 與 GPS 結(jié)合,可優(yōu)化運(yùn)輸路徑,減少因路線規(guī)劃不當(dāng)導(dǎo)致的貨物晃動(dòng);比如在山區(qū)公路運(yùn)輸時(shí),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)避開坡度超過安全閾值的路段,降低傾斜風(fēng)險(xiǎn)。在跨境物流中,IMU 還能監(jiān)測集裝箱的密封狀態(tài)和溫度變化,防止貨物受潮或變質(zhì);針對冷鏈運(yùn)輸?shù)乃幤?、生鮮,IMU 可聯(lián)動(dòng)溫濕度傳感器,一旦檢測到溫度異常波動(dòng)或箱體劇烈震動(dòng),立即向監(jiān)控中心發(fā)送預(yù)警信息。角度傳感器的工作溫度范圍是多少?上海高精度平衡傳感器測量精度
Xsens IMU 支持多傳感器融合與自定義參數(shù)配置,幫助用戶快速構(gòu)建高精度定位與運(yùn)動(dòng)分析系統(tǒng)。上海導(dǎo)航傳感器生產(chǎn)廠家
近期,來自日本的研究者開發(fā)出一個(gè)名為MMW-AQA的創(chuàng)新性數(shù)據(jù)集,該數(shù)據(jù)集融合了多種傳感器信息,專門設(shè)計(jì)用于用于客觀評價(jià)人類在復(fù)雜環(huán)境下的動(dòng)作質(zhì)量,這一突破為運(yùn)動(dòng)分析和智能安全系統(tǒng)的優(yōu)化提供了新的可能。MMW-AQA數(shù)據(jù)集結(jié)合了毫米波雷達(dá)、攝像頭和IMU(慣性測量單元)等不同類型的傳感器,以視角捕獲人體運(yùn)動(dòng)細(xì)節(jié)。通過在真實(shí)環(huán)境中收集大量運(yùn)動(dòng)員、工人和其他人員的動(dòng)作樣本,研究者能夠分析動(dòng)作執(zhí)行的精確度、效率和潛在的傷害風(fēng)險(xiǎn)。尤其在體育訓(xùn)練和工業(yè)安全領(lǐng)域,這種多模態(tài)觀測方法能夠提供更的動(dòng)作分析,幫助教練和安全識(shí)別和糾正不良姿勢或不規(guī)范操作,從而提升表現(xiàn)和減少傷害。上海導(dǎo)航傳感器生產(chǎn)廠家