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IMU的應(yīng)用場景有哪些

Bosch Sensortec ? 來源:Bosch Sensortec ? 作者:Bosch Sensortec ? 2022-10-31 15:27 ? 次閱讀

IMU可以大幅度提高掃地機(jī)器人對于運(yùn)行軌跡的記錄精度,彌補(bǔ)里程計(jì)傳感器的不足,幫助構(gòu)建高精度、全局規(guī)劃的清掃區(qū)域路徑。得益于IMU,掃地機(jī)器人不僅可以走出弓字形、回字形、螺旋形等復(fù)雜路線,還可以結(jié)合紅外信號的引導(dǎo)回歸充電插座,一方面大大提升了清掃效率,另一方面也讓使用體驗(yàn)變得更加友好。

除了掃地機(jī)器人,IMU的用途十分廣泛,無論是遠(yuǎn)在天邊的衛(wèi)星、還是近在眼前的TWS耳機(jī),受益于IMU的基礎(chǔ)通用性,其應(yīng)用功能正在不斷豐富。

耳穿戴設(shè)備人機(jī)交互

近幾年非常火的TWS耳機(jī)應(yīng)用,IMU可以賦能耳穿戴設(shè)備實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的人機(jī)交互方式,例如佩戴檢測、頭部操控、敲擊檢測(加速度計(jì))等,更重要的是,其對于3D音頻效果的實(shí)現(xiàn)。

耳機(jī)內(nèi)的IMU可以對于頭部姿態(tài)和轉(zhuǎn)動進(jìn)行精準(zhǔn)識別。搭配手機(jī)內(nèi)的傳感器獲取耳部/頭部的相對位置,從而對于音頻效果進(jìn)行調(diào)整,為用戶帶來更加真實(shí)的聽覺感受。

無人機(jī)平穩(wěn)飛行無人機(jī)已經(jīng)成為了消費(fèi)者的旅拍神器,但你知道嗎,一開始無人機(jī)可沒有辦法飛得又穩(wěn)又順滑,更別說拍出清晰的圖片了。即使在強(qiáng)風(fēng)和陣風(fēng)中,無人機(jī)也能夠平穩(wěn)、順滑飛行的秘訣,就是IMU賦予無人機(jī)的“核心力量”。

高精度、高可靠的IMU可以極大提升無人機(jī)的飛行能力,結(jié)合系統(tǒng)硬件、軟件和算法的協(xié)同工作,實(shí)現(xiàn)例如完美懸停或急轉(zhuǎn)彎等復(fù)雜操作,還可以結(jié)合衛(wèi)星定位技術(shù),打造高精度導(dǎo)航的能力。 IMU一般包含一個(gè)3軸加速度計(jì)和一個(gè)3軸的陀螺儀。加速度計(jì)負(fù)責(zé)檢測在無人機(jī)坐標(biāo)系統(tǒng)獨(dú)立三軸的加速度信號,而陀螺儀則檢測無人機(jī)相對于導(dǎo)航坐標(biāo)系的角速度信號,進(jìn)一步處理這些信號數(shù)據(jù),即可解算出無人機(jī)的姿態(tài),從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定起飛與空中姿態(tài)識別等功能。

專業(yè)體育運(yùn)動追蹤專業(yè)級的運(yùn)動追蹤設(shè)備正在受到運(yùn)動愛好者和專業(yè)人士的追捧,尤其是專業(yè)競技和康復(fù)治療領(lǐng)域的需求逐漸顯現(xiàn),主要通過動作捕捉、標(biāo)記和跟蹤身體運(yùn)動,并且將這些信息轉(zhuǎn)換為體育和醫(yī)療行業(yè)中的研究和應(yīng)用的數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)市場價(jià)值。因此更為精準(zhǔn)、性價(jià)比更高的IMU解決方案正在成為更好的選擇。例如嵌入IMU的可穿戴緊身衣由于其便攜性而變得越來越流行,其出色的動作捕捉能力,在運(yùn)動員做研究或日常訓(xùn)練使用均可滿足。

IMU用于收集運(yùn)動數(shù)據(jù),對速度、傾斜、旋轉(zhuǎn)甚至運(yùn)動角度進(jìn)行測量和計(jì)算,由于其體積很小、可與運(yùn)動訓(xùn)練設(shè)備集成在一起,同時(shí)功耗較低、因此無需太多電量即可連續(xù)收集數(shù)據(jù),并提供實(shí)時(shí)反饋。目前,全球已有一百多家公司正在提供IMU運(yùn)動傳感器測評系統(tǒng)解決方案,基于IMU對運(yùn)動員的動作進(jìn)行精細(xì)分析有望迎來新浪潮。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)應(yīng)用為了打造更加真實(shí)和身臨其境的虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)體驗(yàn),讓用戶能夠長時(shí)間地融入虛擬環(huán)境至關(guān)重要,這意味著以IMU為主流、數(shù)量眾多的運(yùn)動傳感器需要極其敏感、精確、堅(jiān)固和迅速響應(yīng)的能力。特別是頭部、軀干、關(guān)節(jié)、手指等身體部位運(yùn)動的超精確瞬時(shí)檢測,并將時(shí)間延遲縮短至幾乎不可察覺的最小值,才能減少令人不適的暈動病效應(yīng)或體驗(yàn)割裂感。因此,集成多種功能的緊湊型MEMS IMU往往是這一類消費(fèi)級應(yīng)用的首選。 此外,制造業(yè)中的AR應(yīng)用也在快速崛起。工人可以使用AR設(shè)備隨時(shí)訪問重要的技術(shù)信息,并確定正在使用的機(jī)器以及危險(xiǎn)區(qū)域的位置等。例如飛機(jī)制造商使用AR眼鏡來協(xié)助技術(shù)人員為飛機(jī)布線, 從而縮短生產(chǎn)時(shí)間并減少出錯(cuò)。這些嚴(yán)苛的應(yīng)用場景也將極大地依賴高精度、高可靠的IMU來實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)然,除了上述場景,IMU在智能手機(jī)上已獲得廣泛應(yīng)用,例如手機(jī)橫豎屏切換、攝影攝像防抖、空間測距等都依賴IMU實(shí)現(xiàn)。

Bosch Sensortec IMU的優(yōu)勢對此,Bosch Sensortec優(yōu)化其IMU系列產(chǎn)品,用于智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備、AR和VR、無人機(jī)、遠(yuǎn)程遙控設(shè)備、游戲和機(jī)器人應(yīng)用,致力于為客戶提供最大的靈活性。Bosch Sensortec IMU正幫助客戶實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)用,例如實(shí)時(shí)運(yùn)動檢測、室內(nèi)導(dǎo)航、手勢和活動識別以及光學(xué)圖片穩(wěn)定(OIS)。請?jiān)试S小編隆重介紹Bosch Sensortec IMU的明星家族成員—— 01 BMI323是博世最新推出的慣性測量單元,將精確的加速度和角速度測量、以及由運(yùn)動觸發(fā)的智能集成功能相結(jié)合,可加快并簡化產(chǎn)品開發(fā)流程,賦予顯著的成本效益。與前一代相比,BMI323可提供更好的加速器性能、以及更低的功耗;在高性能模式下,同時(shí)使用陀螺儀和加速度計(jì),電流消耗僅為790uA。

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BMI270是博世針對可穿戴和耳穿戴設(shè)備推出的,具有低功耗和智能功能的慣性測量單元,擁有先進(jìn)的用于陀螺儀校準(zhǔn)的靜止組件重新校正(CRT)功能,LGA封裝尺寸僅2.5 x 3.0 x 0.8 mm3,工作時(shí)電流消耗僅為685μA。

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03 BMI088是一款具有振動穩(wěn)定性的高性能慣性測量單元,擁有高g值加速度計(jì)(最大±24g)、低靈敏度誤差(全生命周期)、極低的陀螺儀偏置不穩(wěn)定性(<2°/小時(shí))等特性,針對無人機(jī)和機(jī)器人應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化,全功率運(yùn)行時(shí)工作電流低至5.15mA。

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審核編輯:郭婷

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原文標(biāo)題:不可或缺的IMU都用在了哪?

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