我國(guó)的一支科研團(tuán)隊(duì)發(fā)表了一篇關(guān)于多作業(yè)環(huán)境下自主農(nóng)業(yè)機(jī)械避障技術(shù)的綜述，這對(duì)于解決農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力短缺、提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率與可持續(xù)性具有重要意義。該綜述系統(tǒng)分析了自主農(nóng)業(yè)機(jī)械避障系統(tǒng)技術(shù)，涵蓋激光雷達(dá)（LiDAR）、視覺(jué)相機(jī)、雷達(dá)、超聲波傳感器、GPS/GNSS 及慣性測(cè)量單元（IMU）等多種感知技術(shù)，重點(diǎn)探討了多傳感器融合在提升復(fù)雜田間環(huán)境下障礙檢測(cè)準(zhǔn)確性與可靠性中的作用。研究還梳理了路徑規(guī)劃算法（包括網(wǎng)格類(lèi)、采樣類(lèi)、優(yōu)化類(lèi)等）和實(shí)時(shí)決策框架，闡述了它們?cè)诶绲?、播種、灌溉、收獲等多作業(yè)場(chǎng)景中的動(dòng)態(tài)適配能力，同時(shí)他們還指出了地形變化、惡劣天氣、復(fù)雜作物布局及農(nóng)機(jī)間干擾等環(huán)境與地形因素對(duì)避障性能的影響。此領(lǐng)域的未來(lái)研究方向，可以是傳感器融合、深度學(xué)習(xí)感知、自適應(yīng)路徑規(guī)劃及節(jié)能設(shè)計(jì)等方向，這些研究能對(duì)為自主農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)的優(yōu)化升級(jí)提供參考，助力推動(dòng)農(nóng)業(yè)ke'ji與可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展，以應(yīng)對(duì)全球人口增長(zhǎng)帶來(lái)的糧食**挑戰(zhàn)。在自動(dòng)駕駛輔助駕駛系統(tǒng)中，IMU 可在隧道、高架橋下等場(chǎng)景補(bǔ)位 GPS，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車(chē)輛姿態(tài)偏差。江蘇高精度平衡傳感器推薦

    負(fù)重行軍等任務(wù)中，下肢肌肉骨骼損傷可能較高，但現(xiàn)有研究難以量化負(fù)載、速度、坡度等因素對(duì)人體運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的影響，IMU傳感器雖可替代地面反作用力測(cè)量，其信號(hào)對(duì)特定任務(wù)需求的敏感性仍不明確。近日，澳大利亞麥考瑞大學(xué)等團(tuán)隊(duì)在《Galt&Posture》期刊發(fā)表研究成果，揭示了負(fù)載、速度和坡度對(duì)IMU信號(hào)衰減的影響規(guī)律。研究在20名受試者（有19人完成）中開(kāi)展，受試者佩戴23kg負(fù)重背心，在跑步機(jī)上完成不同速度（步行、跑步）、坡度（平地1%、上坡+6%、下坡-6%）及有無(wú)負(fù)載的組合運(yùn)動(dòng)。通過(guò)足部和骨盆佩戴的IMU采集垂直加速度數(shù)據(jù)，計(jì)算每步信號(hào)衰減、每公里信號(hào)衰減及相對(duì)衰減等指標(biāo)，并結(jié)合光學(xué)運(yùn)動(dòng)捕捉和力平臺(tái)數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析。該研究明確了IMU信號(hào)衰減可敏感反映任務(wù)中的物理負(fù)荷變化，為量化負(fù)重運(yùn)動(dòng)中的人體負(fù)荷提供了便捷方法。未來(lái)可基于該成果開(kāi)發(fā)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷監(jiān)測(cè)工具，優(yōu)化訓(xùn)練方案，降低負(fù)重運(yùn)動(dòng)相關(guān)損傷可能。 IMU數(shù)字傳感器測(cè)量精度戶(hù)外探險(xiǎn)場(chǎng)景中，IMU 配合導(dǎo)航設(shè)備，在衛(wèi)星信號(hào)薄弱區(qū)域仍能提供連續(xù)的位置和方向指引。

    印度尼西亞研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了一項(xiàng)針對(duì)低成本GNSS/IMU移動(dòng)測(cè)繪應(yīng)用的研究，旨在解決復(fù)雜環(huán)境下低成本GNSS接收機(jī)信號(hào)質(zhì)量差、多路徑干擾明顯及信號(hào)中斷等問(wèn)題，通過(guò)融合技術(shù)提升位置精度。研究采用U-bloxF9RGNSS/IMU模塊安裝在車(chē)輛上，選取開(kāi)闊天空、城市環(huán)境及商場(chǎng)地下室等復(fù)雜場(chǎng)景進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，運(yùn)用單點(diǎn)位置（SPP/IMU）和差分GNSS（DGNSS/IMU）兩種處理方式，結(jié)合無(wú)跡卡爾曼濾波器（UKF）處理非線性系統(tǒng)模型，并通過(guò)低通和高通濾波器對(duì)IMU數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪處理。結(jié)果顯示，在無(wú)信號(hào)中斷情況下，SPP/IMU融合相較于單獨(dú)GNSS位置，東向和北向精度分別提升和；DGNSS/IMU融合的精度提升更為明顯，東向和北向分別達(dá)和，TransmartSidoarjo場(chǎng)景下RMSE為（東向）和（北向）。IMU數(shù)據(jù)去噪后，融合精度進(jìn)一步提升厘米級(jí)。不過(guò)在信號(hào)中斷場(chǎng)景中，該融合方案未能達(dá)到預(yù)期位置精度，短時(shí)間中斷時(shí)雖能提供車(chē)輛運(yùn)動(dòng)軌跡模式，但方向和幅度存在偏差，長(zhǎng)時(shí)間中斷時(shí)誤差明顯增大（東向約、北向約）。該研究證實(shí)了UKF融合低-costGNSS/IMU在復(fù)雜環(huán)境移動(dòng)測(cè)繪中的可行性，為相關(guān)低成本導(dǎo)航應(yīng)用提供了技術(shù)參考，但其在信號(hào)中斷場(chǎng)景的性能仍需進(jìn)一步優(yōu)化。

    我國(guó)的一支科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并校準(zhǔn)了一種內(nèi)嵌微機(jī)電系統(tǒng)慣性測(cè)量單元（MEMS-IMU）的球形傳感器顆粒，實(shí)現(xiàn)了與實(shí)心球體的運(yùn)動(dòng)學(xué)等效，這為均質(zhì)致密顆粒實(shí)驗(yàn)中粒子運(yùn)動(dòng)信息的測(cè)量提供了更具代表性的工具。該傳感器顆粒直徑40毫米，采用雙層球形結(jié)構(gòu)，確保在形狀、密度、質(zhì)心位置、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和彈性模量等關(guān)鍵參數(shù)上與等直徑7075系列實(shí)心鋁球一致，可測(cè)量±16g的三軸加速度和±2000°/s的三軸角速度，以1000Hz的高采樣率持續(xù)工作一小時(shí)。研究通過(guò)單擺實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了傳感器顆粒質(zhì)心與幾何中心重合，經(jīng)自由落體、旋轉(zhuǎn)測(cè)試完成了加速度計(jì)和陀螺儀的校準(zhǔn)，其密度差異小于，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量差異在4%以?xún)?nèi)。靜水中自由沉降實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)，該傳感器顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡和速度特性與實(shí)心鋁球高度一致，且經(jīng)過(guò)24小時(shí)耐候性測(cè)試展現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性和耐用性。這種低成本、運(yùn)動(dòng)學(xué)等效的傳感器顆粒，為顆粒物質(zhì)統(tǒng)計(jì)力學(xué)實(shí)驗(yàn)提供了可靠的示蹤工具，推動(dòng)了顆粒追蹤技術(shù)的發(fā)展。 IMU 與腦電、肌電信號(hào)結(jié)合，能更地解析人體運(yùn)動(dòng)的神經(jīng) - 肌肉機(jī)制。

    新西蘭奧克蘭大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)采用搭載慣性測(cè)量單元（IMU）的智能沉積物顆粒（SSP），開(kāi)展水槽實(shí)驗(yàn)探究口袋幾何形狀對(duì)粗顆粒泥沙起動(dòng)的影響，為礫石河床泥沙輸移建模提供了新視角。實(shí)驗(yàn)在固定球形床面上設(shè)置鞍形和顆粒頂部?jī)煞N口袋構(gòu)型，通過(guò)IMU實(shí)時(shí)采集60mm直徑顆粒起動(dòng)過(guò)程中的三軸加速度和角速度數(shù)據(jù)，結(jié)合聲學(xué)多普勒測(cè)速儀（ADV）測(cè)量近床流場(chǎng)。結(jié)果表明，完全淹沒(méi)條件下，水流深度對(duì)起動(dòng)閾值影響極小，而口袋幾何形狀起主導(dǎo)作用：鞍形構(gòu)型所需臨界流速更低（均值≈m/s），但產(chǎn)生更強(qiáng)的旋轉(zhuǎn)沖量，比較大旋轉(zhuǎn)動(dòng)能達(dá)×10??J；顆粒頂部構(gòu)型因下游顆粒阻擋，臨界流速更高（均值≈m/s），卻能引發(fā)更持久的翻滾運(yùn)動(dòng)。IMU數(shù)據(jù)揭示了水動(dòng)力作用與顆粒旋轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)的耦合關(guān)系，兩種構(gòu)型的拖曳系數(shù)（C_D≈）和升力系數(shù)（C_L≈）基本一致，驗(yàn)證了幾何形狀主要影響起動(dòng)閾值和運(yùn)動(dòng)軌跡，而非內(nèi)在水動(dòng)力特性。該研究為基于物理機(jī)制的泥沙輸移模型提供了精細(xì)化參數(shù)支持。IMU 具備寬溫工作特性，在高低溫環(huán)境下仍能穩(wěn)定輸出數(shù)據(jù)。上海9軸慣性傳感器推薦

穿戴式 IMU 設(shè)備輕巧便攜，能無(wú)接觸捕捉人體關(guān)節(jié)活動(dòng)軌跡，適配日常運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)與康養(yǎng)評(píng)估場(chǎng)景。江蘇高精度平衡傳感器推薦

    估算牧場(chǎng)牧草量是優(yōu)化輪牧計(jì)劃和載畜量的關(guān)鍵，但傳統(tǒng)人工測(cè)量方法耗時(shí)費(fèi)力，現(xiàn)有基于無(wú)人機(jī)、衛(wèi)星等的技術(shù)存在成本高、受光照和天氣影響等局限，難以滿足田間實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)需求。近日，美國(guó)克萊姆森大學(xué)團(tuán)隊(duì)在《SmartAgriculturalTechnology》期刊發(fā)表研究成果，研發(fā)出基于慣性測(cè)量單元（IMU）的牧草量估算系統(tǒng)，一定程度上解決上述難題。該研究設(shè)計(jì)了兩種測(cè)量系統(tǒng)：IMU-Ski系統(tǒng)通過(guò)在連接壓縮滑板與地面漫游車(chē)的連桿上安裝IMU，捕捉滑板隨作物冠層輪廓的垂直運(yùn)動(dòng)，將連桿角度變化轉(zhuǎn)化為作物高度；IMU-Roller系統(tǒng)則在圓柱形滾筒兩側(cè)的連桿上安裝雙IMU，同步記錄兩側(cè)作物高度。通過(guò)將測(cè)量的總作物高度（TCH）與植被覆蓋率（VC）和田間實(shí)測(cè)產(chǎn)量關(guān)聯(lián)，構(gòu)建量預(yù)測(cè)模型。實(shí)驗(yàn)在百慕大草和紫花苜蓿牧場(chǎng)開(kāi)展，結(jié)果顯示IMU-Ski系統(tǒng)性能更優(yōu)。該系統(tǒng)成本低、不受光照條件限制，可實(shí)時(shí)輸出牧草量數(shù)據(jù)，為牧場(chǎng)管理者提供科學(xué)決策依據(jù)。未來(lái)團(tuán)隊(duì)將優(yōu)化系統(tǒng)，減少安裝高度等固定參數(shù)影響，無(wú)需重新校準(zhǔn)即可適配不同漫游車(chē)和牽引裝置。 江蘇高精度平衡傳感器推薦