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不可或缺的IMU都用在了哪?

發布時間:2022-11-23 來源:Bosch Sensortec 責任編輯:wenwei

【導讀】由于缺少精準、可靠的位置測量能力,家里的掃地機器人每逢墻角就“面壁思過”、撞破南墻也不回頭,而你最后不得不主動幫它“挪位”的無奈和嘆息。這種場景你是否已經受夠了?


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放心,當加入IMU(慣性測量單元)后,這樣的囧況就能輕松解決~圖片


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“IMU可以大幅度提高掃地機器人對于運行軌跡的記錄精度,彌補里程計傳感器的不足,幫助構建高精度、全局規劃的清掃區域路徑。得益于IMU,掃地機器人不僅可以走出弓字形、回字形、螺旋形等復雜路線,還可以結合紅外信號的引導回歸充電插座,一方面大大提升了清掃效率,另一方面也讓使用體驗變得更加友好?!?/p>


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除了掃地機器人,IMU的用途十分廣泛,無論是遠在天邊的衛星、還是近在眼前的TWS耳機,受益于IMU的基礎通用性,其應用功能正在不斷豐富。今天小編就帶大家領略一下在我們身邊的IMU應用,進一步了解這個“熟悉又陌生”的IMU。


耳穿戴設備人機交互


近幾年非?;鸬腡WS耳機應用,IMU可以賦能耳穿戴設備實現創新的人機交互方式,例如佩戴檢測、頭部操控、敲擊檢測(加速度計)等,更重要的是,其對于3D音頻效果的實現。


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耳機內的IMU可以對于頭部姿態和轉動進行精準識別。搭配手機內的傳感器獲取耳部頭部的相對位置,從而對于音頻效果進行調整,為用戶帶來更加真實的聽覺感受。


無人機平穩飛行


無人機已經成為了消費者的旅拍神器,但你知道嗎,一開始無人機可沒有辦法飛得又穩又順滑,更別說拍出清晰的圖片了。即使在強風和陣風中,無人機也能夠平穩、順滑飛行的秘訣,就是IMU賦予無人機的“核心力量”。


高精度、高可靠的IMU可以極大提升無人機的飛行能力,結合系統硬件、軟件和算法的協同工作,實現例如完美懸?;蚣鞭D彎等復雜操作,還可以結合衛星定位技術,打造高精度導航的能力。


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IMU一般包含一個3軸加速度計和一個3軸的陀螺儀。加速度計負責檢測在無人機坐標系統獨立三軸的加速度信號,而陀螺儀則檢測無人機相對于導航坐標系的角速度信號,進一步處理這些信號數據,即可解算出無人機的姿態,從而實現穩定起飛與空中姿態識別等功能。


專業體育運動追蹤


專業級的運動追蹤設備正在受到運動愛好者和專業人士的追捧,尤其是專業競技和康復治療領域的需求逐漸顯現,主要通過動作捕捉、標記和跟蹤身體運動,并且將這些信息轉換為體育和醫療行業中的研究和應用的數據以實現市場價值。因此更為精準、性價比更高的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,在運動員做研究或日常訓練使用均可滿足。


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IMU用于收集運動數據,對速度、傾斜、旋轉甚至運動角度進行測量和計算,由于其體積很小、可與運動訓練設備集成在一起,同時功耗較低、因此無需太多電量即可連續收集數據,并提供實時反饋。目前,全球已有一百多家公司正在提供IMU運動傳感器測評系統解決方案,基于IMU對運動員的動作進行精細分析有望迎來新浪潮。


增強現實(AR)應用


為了打造更加真實和身臨其境的虛擬增強現實體驗,讓用戶能夠長時間地融入虛擬環境至關重要,這意味著以IMU為主流、數量眾多的運動傳感器需要極其敏感、精確、堅固和迅速響應的能力。特別是頭部、軀干、關節、手指等身體部位運動的超精確瞬時檢測,并將時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或體驗割裂感。因此,集成多種功能的緊湊型MEMS IMU往往是這一類消費級應用的首選。


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此外,制造業中的AR應用也在快速崛起。工人可以使用AR設備隨時訪問重要的技術信息,并確定正在使用的機器以及危險區域的位置等。例如飛機制造商使用AR眼鏡來協助技術人員為飛機布線, 從而縮短生產時間并減少出錯。這些嚴苛的應用場景也將極大地依賴高精度、高可靠的IMU來實現。


當然,除了上述場景,IMU在智能手機上已獲得廣泛應用,例如手機橫豎屏切換、攝影攝像防抖、空間測距等都依賴IMU實現。


Bosch Sensortec IMU的優勢


對此,Bosch Sensortec優化其IMU系列產品,用于智能手機、可穿戴設備、AR和VR、無人機、遠程遙控設備、游戲和機器人應用,致力于為客戶提供最大的靈活性。Bosch Sensortec IMU正幫助客戶實現多種應用,例如實時運動檢測、室內導航、手勢和活動識別以及光學圖片穩定(OIS)。請允許小編隆重介紹Bosch Sensortec IMU的明星家族成員——


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、以及由運動觸發的智能集成功能相結合,可加快并簡化產品開發流程,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,同時使用陀螺儀和加速度計,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,擁有先進的用于陀螺儀校準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,工作時電流消耗僅為685μA。


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


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隨著IMU性能的提升與突破,其應用潛力正在眾多細分領域不斷顯現。


來源:Bosch Sensortec



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