在體育技術(shù)領(lǐng)域,IMU(慣性測量單元)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。在一場激烈的賽事中,裁判站在場邊的VAR電視旁,屏幕上播放的是某位球員的傳中球打在對方球員身上的回放。而在屏幕下方,有一個類似聲波圖的動畫,顯示了兩個明顯的峰值。這個波形實際上記錄了兩次碰撞——一次來自傳球球員的腳,另一次來自防守球員的手。裁判指向點球點,一名進(jìn)攻球員一腳破門。這一決定性的——同時也是頗具爭議的——點球判決,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)運動細(xì)節(jié),通過 AI 算法生成三維步態(tài)報告,適用于術(shù)后恢復(fù)與運動損傷評估。江蘇高精度平衡傳感器選型
肌肉骨骼疾?。╓MSDs)是職場中常見的健康問題,會導(dǎo)致員工疼痛和工作效率降低。為了更好地評估和管理這些風(fēng)險,科研人員開發(fā)了一種基于慣性測量單元(IMU)的新型系統(tǒng)。這個創(chuàng)新系統(tǒng)通過監(jiān)測員工在工作時的身體動作和姿勢,會實時評估WMSDs的風(fēng)險。在實際應(yīng)用中,系統(tǒng)在電纜制造廠進(jìn)行了測試,通過與標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)險評估方法的比較,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)能夠識別出傳統(tǒng)方法難以發(fā)現(xiàn)的風(fēng)險姿勢,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)在評估工作相關(guān)肌肉骨骼疾病風(fēng)險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。浙江國產(chǎn)IMU傳感器哪家好許多IMU傳感器支持實時數(shù)據(jù)傳輸,可以通過無線或有線方式將數(shù)據(jù)發(fā)送到處理單元。
跑步者姿態(tài)和速度的監(jiān)測可以通過在跑步者的日常訓(xùn)練計劃中積累跑步時特定信息(例如步頻和步幅)來實現(xiàn)?;谶@個目的,日本大阪都市大學(xué)城市健康與體育研究中心YutaSuzuki團(tuán)隊設(shè)計了一種使用IMU估計跑步時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、角速度和磁場強度,因此無法直接從IMU數(shù)據(jù)估計全局坐標(biāo)系中的足部軌跡及步長。而從IMU數(shù)據(jù)計算軌跡的一個主要問題是加速度和角速度測量中的漂移,隨著評估時間的增長,其位置和方位評估的結(jié)果會越發(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特定時間點速度為零。YutaSuzuki團(tuán)隊在研究中,用安裝在腳背上的兩個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)估計的,并且估計IMU的旋轉(zhuǎn)以計算兩個連續(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,美國研究團(tuán)隊成功研發(fā)了一種創(chuàng)新的脊椎負(fù)荷評估方法,巧妙結(jié)合了IMU和marker系統(tǒng),旨在深入研究和有效評估日常生活活動中脊椎負(fù)荷的變化。實驗中,科研團(tuán)隊采用IMU傳感器捕獲了11位受試者在執(zhí)行各種日常活動時的脊椎運動數(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)均顯示了估計的脊椎負(fù)荷有著良好的相關(guān)性。這項創(chuàng)新性研究證實,無論是在靜態(tài)還是動態(tài)評估中,該系統(tǒng)在預(yù)測脊椎負(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。還表明IMU系統(tǒng)在評估脊椎負(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),以提高測量精度并減少系統(tǒng)誤差。
帕金森?。≒D)患者在美國約有100萬人,而全球患者超過1000萬人。帕金森病是一種慢性的疾病退化性疾病,需要臨床醫(yī)生特別是運動障礙方面對患者進(jìn)行密切監(jiān)測。醫(yī)生經(jīng)常使用標(biāo)準(zhǔn)的臨床儀器,如統(tǒng)一帕金森病評分量表(UPDRS)。通常來說,每名帕金森患者每年需要到臨床醫(yī)生診所進(jìn)行多次的病情評估。對于帕金森患者來說,這是一個很大的負(fù)擔(dān)。美國ShehjarSadhu團(tuán)隊設(shè)計了一套基于機器學(xué)習(xí)的遠(yuǎn)程健康設(shè)備,利用UPDRS任務(wù),遠(yuǎn)程檢測手部運動并進(jìn)行分類。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,其集成了手指彎曲傳感器和慣性測量單元(IMU),并將數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)紽ogNode進(jìn)行分類。FogNode運行基于機器學(xué)習(xí)(ML)的活動分類模型,以對基于UPDRS的手部運動任務(wù)進(jìn)行分類。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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在汽車領(lǐng)域,IMU 是自動駕駛系統(tǒng)的 “導(dǎo)航員”。它通過測量車輛的加速度和角速度,實時計算車身姿態(tài),輔助自動駕駛系統(tǒng)判斷車輛是否側(cè)滑、翻滾或偏離車道。例如,當(dāng)車輛高速過彎時,IMU 能及時檢測到側(cè)傾趨勢,觸發(fā) ESP(電子穩(wěn)定程序)調(diào)整剎車和動力分配,防止失控。在 GPS 信號微弱的隧道或城市峽谷中,IMU 還能通過航位推算維持車輛定位,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,可提升自動駕駛的環(huán)境感知精度,幫助車輛識別障礙物、規(guī)劃路徑。隨著自動駕駛技術(shù)的普及,IMU 將成為汽車安全的智能組件。江蘇高精度平衡傳感器選型