在不斷發(fā)展的機(jī)器人領(lǐng)域，特別是在自主系統(tǒng)中，各種傳感技術(shù)的集成不僅是一種趨勢(shì)，而且是一種必然。雖然攝像頭和激光雷達(dá)等視覺系統(tǒng)在導(dǎo)航和環(huán)境交互中至關(guān)重要，但對(duì)于將慣性測(cè)量單元 (IMU) 集成到這些機(jī)器人中的好處，人們正在形成共識(shí)。本文深入探討了實(shí)際場(chǎng)景，在這些場(chǎng)景中，向配備視覺系統(tǒng)的自主機(jī)器人添加 IMU 不僅是有益的，而且是必要的。
IMU 是一種傳感器設(shè)備，它使用加速度計(jì)（加速度傳感器）和陀螺儀（有時(shí)還使用磁力計(jì)）來測(cè)量和報(bào)告身體的比力、角速率，有時(shí)還包括身體周圍的磁場(chǎng)。 IMU 通常用于操縱地面車輛、飛機(jī)（包括無(wú)人機(jī)）和航天器（包括衛(wèi)星和著陸器）。
? 運(yùn)動(dòng)跟蹤： IMU 通過測(cè)量線性和角運(yùn)動(dòng)提供準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。
? 方向和穩(wěn)定性：它們?cè)诖_定機(jī)器人的方向和保持運(yùn)動(dòng)過程中的穩(wěn)定性方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。例如，MicroStrain 3DM-CV7-AHRS提供戰(zhàn)術(shù)級(jí)陀螺儀和集成磁力計(jì)，用于絕對(duì)航向跟蹤，從而增強(qiáng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)和定向能力。
? 獨(dú)立功能：與視覺系統(tǒng)不同，IMU 不依賴外部環(huán)境因素，可以在各種具有挑戰(zhàn)性的條件下運(yùn)行。
包括攝像頭和激光雷達(dá)在內(nèi)的視覺系統(tǒng)已成為機(jī)器人領(lǐng)域的支柱，特別是在自主導(dǎo)航領(lǐng)域。它們提供環(huán)境測(cè)繪、物體檢測(cè)和實(shí)時(shí)決策功能。
? 有限的能見度條件：不良的照明或遮擋會(huì)顯著降低視覺系統(tǒng)的性能。
? 環(huán)境限制：特定環(huán)境可能不利于光學(xué)方法，例如水下或灰塵非常多的條件。
? 處理密集型：視覺數(shù)據(jù)處理的計(jì)算成本可能很高，需要大量的電力和資源。
在視覺提示不可靠或不可用的環(huán)境中，IMU 可以提供有關(guān)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)和方向的關(guān)鍵信息。例如，在充滿煙霧的房間或有霧的條件下，攝像頭和激光雷達(dá)難以發(fā)揮作用，IMU 可確保連續(xù)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)。
將 IMU 數(shù)據(jù)與視覺系統(tǒng)相結(jié)合可以使機(jī)器人運(yùn)動(dòng)更加準(zhǔn)確和穩(wěn)定。 IMU 可補(bǔ)償視覺數(shù)據(jù)中的任何暫時(shí)缺失，確保操作更平穩(wěn)并降低錯(cuò)誤移動(dòng)或漂移的風(fēng)險(xiǎn)。
在一致、故障安全操作至關(guān)重要的場(chǎng)景中，例如自動(dòng)駕駛汽車或醫(yī)療機(jī)器人，擁有備份系統(tǒng)至關(guān)重要。 IMU 提供了額外的數(shù)據(jù)源，確保機(jī)器人即使在視覺系統(tǒng)出現(xiàn)復(fù)雜或故障的情況下也能保持其功能。
在條件快速變化的動(dòng)態(tài)環(huán)境中，IMU 的即時(shí)反饋對(duì)于快速調(diào)整和決策非常寶貴，補(bǔ)充了更廣泛但有時(shí)較慢的視覺系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理。
對(duì)于需要長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的應(yīng)用，僅依賴視覺系統(tǒng)可能會(huì)耗盡能源。 IMU 功耗較低，可以在節(jié)省能源的同時(shí)提供重要的導(dǎo)航數(shù)據(jù)。
將 IMU 集成到基于視覺的自主機(jī)器人中的決定取決于具體的應(yīng)用要求和環(huán)境條件。在精度、可靠性和操作彈性至關(guān)重要的場(chǎng)景中，IMU 和視覺技術(shù)的協(xié)同作用可以釋放新功能并增強(qiáng)機(jī)器人系統(tǒng)的整體性能。隨著我們?cè)跈C(jī)器人領(lǐng)域的進(jìn)步，不同感官輸入的協(xié)調(diào)不僅是一種選擇，而且是創(chuàng)建強(qiáng)大、多功能和高效自主系統(tǒng)的必要條件。
? 3DM-CX5-IMU 高性能工業(yè)級(jí)慣性測(cè)量單元
? 3DM-CV5-IMU 嵌入式慣性測(cè)量單元
? 3DM-GX5-IMU 高性能慣性測(cè)量單元（IMU）
? Advanced Navigation Motus MEMS IMU 傳感器
