IMU(Inertial Measurement Unit)即慣性測量單元,通常指的是采用各種慣性測量單元為核心部件的慣性導航系統,是測量物體三軸姿態角及加速度的裝置。一個 IMU 通常包含三個軸向的和三個軸向的加速度計,分別測量物體在三維空間中的角速率和加速度。
圖:IMU 示意圖
IMU 是人形保持平衡及運動控制的關鍵,相當于人的小腦。IMU采集的角速度與加速度等慣性信息,以推算人形機器人的實時位置與運動軌跡,同時與機器人搭載的多傳感器融合,在數據類型和數據頻率間實現互補,從而幫助機器人了解自己在空間中的姿態和運動狀態,幫助機器人維穩身體姿態,提供動態規劃路徑和避開障礙物的能力。
圖:IMU的應用與發展 源自:原極科技官網
IMU通常會被布置于機器人的胯下或者胸腔部位,其主要作用在于測量整個機器人行動過程中,上半身的姿態。對上半身姿態的感知,直接影響到人形機器人的站立穩定性、行走直線度、原地轉彎、以及停止等動作的流暢迅速程度,讓機器人的動作看起來十分僵硬。
初始化時:IMU輸出姿態,配合質心使機器人站立。
行走過程中:IMU反饋姿態數據,保證機器人按照路線行走,并不踩腳。
IMU協同控制模塊:根據航向角其他數據進行原地轉彎,并且不偏移。
當機器人需要緊急制動,或者工作需要停止時能夠立即站立。
圖:IMU在人形機器人中的應用 源自:原極科技官網
技術是一種制造微小設備的技術,MEMS IMU結合了多種傳感器的功能,不僅體積小、功耗低,而且集成度高,非常適合用于人形機器人。
國際廠商如Honeywell、、等在MEMSIMU慣性傳感器市場上占據主導地位,隨著近年來機器人行業的快速發展,國內代表廠商有芯動聯科、華依科技、兆易科技、敏芯科技、原極科技等等。
下面,我們來看簡單盤點一下國內人形機器人IMU慣性傳感器供應商有哪些:
1、安徽芯動聯科微系統股份有限公司(688582)
官網://numems.com/
芯動聯科成立于2012年,專注高性能硅基 MEMS 慣性傳感器研發、測試與銷售,其 MEMS 傳感器芯片達導航級精度,為國產最優硅基 MEMS 慣性傳感器,廣泛應用于、商業航天、機器人等領域。
芯動聯科XDA1201V是一款高性能X軸MEMS加速度傳感器,支持±10g滿量程輸出。輸出加速度數據為24位二進制補碼格式,可通過SPI數字兼容訪問。XDV1201V可在復雜工況下實現精確的加速度測量,適合姿態測量、振動監測等應用。
△芯動聯科X軸MEMS加速度傳感器
2、上海華依科技集團股份有限公司(688071)
官網://www.w-ibeda.com/
華依科技成立于1998年,是專注于車規級 MEMS IMU 模組與組合導航系統的系統集成商。2025年5月,華依將汽車級與機器人運動控制需求深度融合,創新推出面向人形機器人關節控制的高性能專用傳感器解決方案——ARU系列,為國產人形機器人提供高性價比的IMU。
華依科技ARU8010人形機器人專用姿態傳感器,采用定制化內核高性能傳感器,實現4000°/s超大動態范圍感知;具備1KHz高頻采樣結合自適應濾波,快速捕捉0.01°微姿態變化;創新360°全向位姿態結算技術,消除傳統傳感器的測量盲區。
△華依科技ARU8010人形機器人專用姿態傳感器
3、科技集團股份有限公司 (603986)
官網://www.gigevice.com.cn/
兆易創新成立于2005年,在人形機器人領域,兆易創新憑借多年在存儲、、產品等領域的技術積累,聚焦“高性能+高可靠性”,全面布局 MCU、Flash、利基型等產品, 打造人形機器人核心一體化方案。
兆易創新基于? Cortex?和多核架構打造的GD32 MCU產品矩陣,構建了從基礎控制到高性能計算的完整解決方案。該系列產品憑借卓越的能效比和硬實時響應特性,為人形機器人系統提供全棧式支持:
運動控制:實現多關節驅動
主控系統:保障IMU/力覺/視覺傳感器融合的實時處理
擴展能力:通過豐富的外設接口滿足機器人多模態傳感需求
△IMU在人形機器人中的應用 源自:兆易創新官網
4、上海戴世智能科技有限公司
官網://www.daisch.com
戴世智能DAISCH創立于2015年,致力于向汽車、機器人和更廣泛的領域提供高性能高穩定性IMU、傳感器、慣性導航系統和數據處理軟件等產品。
戴世IM1R系列6 軸慣性測量模組,采用獨家創新的 CompactCube 設計,可實時輸出高動態采樣率和更新率的且經過全溫補償的加速度、角速度和姿態數據。廣泛應用于各類機器人、無人飛行器、工程機械和平臺穩定控制各行業。
△戴世IM1R系列6 軸慣性測量模組
5、蘇州敏芯微電子技術股份有限公司(688286)
官網://www.memsensing.com/
敏芯股份創立于2007年,擁有覆蓋MEMS聲學傳感器、及慣性傳感器的完整產品矩陣,目前,敏芯股份前瞻布局眼鏡和人形機器人等領域產品的研發,持續拓寬市場邊界。
敏芯股份正布局于慣性傳感器IMU以實現人形機器人對姿態控制、平衡維持及導航定位的需求,同樣開發可應用于機器人的指關節、腕部、踝部、皮膚的傳感器,這些產品包括 MEMS 三維力傳感器、六維力/力矩傳感器、手套型壓力和,以及機器人用 IMU 等。
△敏芯股份慣性傳感器
6、原極(上海)科技有限公司
官網://www.forsense.cn/
原極科技成立于2019年,專注于MEMS慣性傳感器及其組合導航系統的軟硬件產品研發與生產。主要產品包括IMU模組、姿態傳感器等,廣泛應用于人形機器人、工程機械、自動駕駛、無人飛行器等領域。
原極科技FSS-AH400是一款適用于人形機器人的IMU傳感器,陀螺儀零偏不穩定性僅2.5°/h,加表零偏不穩定性 25μg,具備高采集能力、自研姿態融合算法,具備抗干擾特性、低零偏以及高穩定輸出性能,極度適配人形機器人。
△原極科技FSS-AHRS400系列IMU傳感器
7、上海矽睿科技股份有限公司
官網://www.qstcorp.com/
上海矽睿成立于2012年,專注于高質量傳感器產品的設計、制造、以及增值應用與服務,公司產品包括多款MEMS傳感器,如六軸IMU、加速度計、環境傳感器、組合傳感器等,廣泛用于智慧、TWS耳機、、機器人等。
矽睿QMI8A01系列六軸慣性測量單元,采用Open Cavity LGA封裝,有效提升產品的振動魯棒性,并且能降低板級應力以及環境溫度帶來的對零偏和靈敏度的影響。該系列的尺寸為3mm * 3.5m * 1.1mm, 陀螺儀的板級靈敏度誤差達±1%,加速度計的TCS達0.0025%/℃,適應惡劣環境的使用場景。
△矽睿QMI8A01系列六軸慣性測量單元
8、廣州導遠電子科技有限公司
官網://www.asensing.com/
導遠科技(ASENSING)成立于2014年,專注于時空感知領域的技術研發和產品開發,擁有傳感器芯片、IMU模組、GNSS模組等測量系統,產品廣泛應用于自動駕駛、機器人、無人測繪等眾多領域。
導遠IMU系列模組采用不銹鋼外殼,陀螺工作零偏僅0.07°/s,重量僅16g,擁有6DOF自由度,具備超小超輕、功耗低、環境適應性強等優勢,適用于各類苛刻的應用場景。
△導遠IMU系列模組
9、深圳市火豐精密儀器有限公司
官網://www.firepowertec.com/
火豐精密成立于2024年6月,致力于慣性測量、慣性導航產品的研發、生產及銷售,自主研發包括微納光纖陀螺系列,MEMS慣導系列、振動加速度傳感器等生產線,廣泛應用于無人車輛導航、船舶等定位、采煤機慣導等領域。
火豐精密IMU123MEMS 慣性測量單元,陀螺儀動態測量范圍為500°/s、零偏穩定性Allan方差僅1.8°/h,具有可靠性高、環境適應性強等特點,通過匹配不同的軟件,可廣泛應用于智能駕駛、移動通信、測繪等領域。
























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