近期,來自美國的研究者們探索了如何利用慣性測(cè)量單元(IMU)和機(jī)器學(xué)習(xí)來準(zhǔn)確預(yù)測(cè)人體關(guān)節(jié)活動(dòng),這在健康監(jiān)測(cè)、外骨骼控制和工作相關(guān)肌肉骨骼疾病風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。研究小組運(yùn)用隨機(jī)森林算法,分析了不同數(shù)量和位置的IMU對(duì)預(yù)測(cè)踝、膝、髖關(guān)節(jié)角度的影響。為了驗(yàn)證IMU置于鄰近身體部位會(huì)提高預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性,實(shí)驗(yàn)設(shè)置了非鄰近的IMU對(duì)照組,結(jié)果證實(shí)使用關(guān)節(jié)角度信息就可獲得比較好預(yù)測(cè)效果。這表明未來關(guān)節(jié)角度的預(yù)測(cè)主要依賴于其歷史角度值,對(duì)于多種簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)而言,這是實(shí)用且高效的輸入信號(hào)。此研究表明,機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)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(gè)精心布置的IMU就能提供準(zhǔn)確的預(yù)測(cè),這對(duì)于康復(fù)訓(xùn)練、穿戴式外骨骼控制等實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景意義重大,減少了傳感器的數(shù)量不僅簡(jiǎn)化了設(shè)備的使用,也保持了預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。角度傳感器的精度會(huì)受到哪些因素的影響?江蘇高精度IMU傳感器評(píng)測(cè)
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(cè)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(píng)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(cè)等領(lǐng)域發(fā)揮更大作用。掃地機(jī)器人傳感器測(cè)量精度工業(yè)自動(dòng)化中慣性傳感器的應(yīng)用場(chǎng)景有哪些?
一項(xiàng)由泰國科研團(tuán)隊(duì)開展的研究,創(chuàng)新性地應(yīng)用了慣性測(cè)量單元(IMU)傳感器,以評(píng)估和比較兩種不同的頸椎固定技術(shù)——傳統(tǒng)脊柱固定(TSI)和脊柱運(yùn)動(dòng)限制(SMR)——在院前急救中的應(yīng)用效果。研究團(tuán)隊(duì)在健康志愿者中進(jìn)行了隨機(jī)交叉試驗(yàn),通過IMU傳感器監(jiān)測(cè)了使用TSI和SMR技術(shù)時(shí)頸椎的活動(dòng)范圍。結(jié)果顯示,在緊急制動(dòng)或類似情況下,SMR技術(shù)相較于TSI能明顯減少頸椎在屈伸和側(cè)彎方向的活動(dòng),盡管SMR的操作時(shí)間略長(zhǎng),但這一差異在臨床意義上并不明顯。該研究表明,在院前急救中應(yīng)用SMR技術(shù)可以更有效地限制頸椎運(yùn)動(dòng),尤其是在緊急情況下,這可能有助于減少頸部的二次損傷。IMU傳感器的應(yīng)用為評(píng)估和改進(jìn)急救固定技術(shù)提供了科學(xué)依據(jù),推動(dòng)了急救護(hù)理向更安全、更精細(xì)的方向發(fā)展。
近日,波音公司(Boeing)宣布成功完成了一次具有里程碑意義的飛行測(cè)試,***在實(shí)際飛行中使用QuantumIMU進(jìn)行導(dǎo)航,無需依賴GPS信號(hào)。此次測(cè)試不僅展示了QuantumIMU在導(dǎo)航領(lǐng)域的巨大潛力,也為未來航空技術(shù)的發(fā)展開啟了新的篇章。波音公司在密蘇里州圣路易斯蘭伯特國際機(jī)場(chǎng)進(jìn)行的四小時(shí)飛行測(cè)試中,使用了由波音與AOSense聯(lián)合開發(fā)的六軸Quantum IMU。這款I(lǐng)MU采用了原子干涉技術(shù),能夠在無需GPS信號(hào)的情況下精確檢測(cè)旋轉(zhuǎn)和加速度,實(shí)現(xiàn)了前所未有的導(dǎo)航精度。這意味著它可以在各種復(fù)雜的環(huán)境中提供極其準(zhǔn)確的位置信息,從而***提升飛行的安全性和可靠性。波音公司首席高級(jí)技術(shù)研究員Ken Li表示:“波音公司非常自豪能夠領(lǐng)導(dǎo)量子技術(shù)的發(fā)展,通過在所有條件下實(shí)現(xiàn)精確導(dǎo)航來提高飛行的安全性。IMU傳感器能否與其他傳感器結(jié)合使用?
在自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中,慣性測(cè)量單元(IMU)扮演著"黑暗中的眼睛"這一關(guān)鍵角色。當(dāng)車輛駛?cè)胄l(wèi)星信號(hào)盲區(qū)(如隧道、地下車庫或多層高架橋)時(shí),全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)的定位精度會(huì)驟降至米級(jí)甚至完全失效。此時(shí),IMU通過實(shí)時(shí)測(cè)量三軸加速度和角速度,結(jié)合卡爾曼濾波算法進(jìn)行航位推算(DeadReckoning),可在5秒內(nèi)將定位誤差控制在0.1%行駛距離以內(nèi)。特斯拉的FSD系統(tǒng)采用雙頻IMU冗余設(shè)計(jì),每秒采樣2000次加速度數(shù)據(jù),即使在緊急避障的8G瞬時(shí)加速度下仍能保持穩(wěn)定輸出。更精妙的是,IMU與高精地圖、激光雷達(dá)的多傳感器融合正在改寫定位范式。Waymo的第五代系統(tǒng)將IMU數(shù)據(jù)與攝像頭視覺里程計(jì)(VIO)同步,通過擴(kuò)展卡爾曼濾波器(EKF)消除陀螺儀零偏誤差,使得在衛(wèi)星信號(hào)中斷60秒后,車輛仍能保持厘米級(jí)定位精度。2023年加州大學(xué)伯克利分校的測(cè)試數(shù)據(jù)顯示,搭載戰(zhàn)術(shù)級(jí)MEMS-IMU的自動(dòng)駕駛卡車,在30公里連續(xù)隧道中的橫向偏移量為12厘米,較傳統(tǒng)方案提升83%。IMU傳感器的工作溫度范圍是多少?江蘇高精度平衡傳感器選型
IMU傳感器的成本差異較大,具體價(jià)格取決于性能、品牌和功能。江蘇高精度IMU傳感器評(píng)測(cè)
近期,美國研究團(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。江蘇高精度IMU傳感器評(píng)測(cè)