小巧轻便的3DM-CV7,提高仿人机器人的平衡和稳定性

学术   2024-05-13 17:30   广东  
MicroStrain sensors

帮助提高仿人机器人的性能

设计仿人机器人需要采用多学科方法,融合机械工程、电子学、计算机科学和人工智能方面的专业知识。

Westwood机器人公司的最新突破性产品THEMIS就是一个典型的例子,它专为敏捷性而设计,像THEMIS这样的仿人机器人面临的一个主要挑战是在行走和跑步等动态活动中保持平衡。


仿人机器人面临的诸多挑战

  • 优化功耗以延长运行时间;

  • 精心设计灵活但结构合理的机械设计;

  • 在行走或搬运等动态运动中保持平衡;

  • 人与机器人的交互还带来了与解读手势和避免碰撞有关的挑战。

  • 实施先进的传感器系统以感知不同的环境,以及开发复杂的控制算法以协调众多关节。


解决方案

MicroStrain的3DM-CV7-AHRS(航姿参考系统)惯性传感器被集成到THEMIS中,以提供有关机器人姿态方位(滚动、俯仰和偏航)和加速度的信息。 

     3DM-CV7-AHRS传感器在导航复杂运动或快速响应环境变化方面具有无与伦比的准确性和响应能力,从而增强了THEMIS的开发和实验过程,并进一步增强了在实时场景中的反应能力,使其非常适合动态交互和精确的移动。  


3DM-CV7优势:

帮助保持平衡和稳定

MicroStrain的3DM-CV7是一款小巧轻便的惯性测量单元(IMU)和航姿参考系统(AHRS),在提供有关THEMIS姿态方位(滚动、俯仰和偏航)和加速度的关键数据方面发挥着举足轻重的作用。

通过整合复杂的算法,这些传感器数据被融合在一起,从而对机器人的当前状态进行显著增强和稳定的估计。IMU与机器人的控制系统建立直接通信,这些信息具有多种功能,如稳定机器人、微调其方向和实现精确导航。


选择3DM-CV7的原因

  • 紧凑型设计:重量轻、设计紧凑,易于集成到机器人平台中,且不会影响重量限制。

  • 准确性和精确性:提供精确的机器人方向测量,对于需要精确定位或导航的任务至关重要。

  • 易于集成:内置软件库和API应用程序接口,简化了与各种控制系统的集成,从而节省了开发过程中的时间和资源。


3DM-CV7介绍

3DMCV7惯性测量单元(IMU)和垂直参考单元(VRU)在小型轻量的OEM封装中提供战术性能。每个3DMCV7传感器都经过单独校准,以在工作条件下实现性能。

      计时

  • 时间同步优化,用于与外部传感器(如摄像机或激光雷达)的时间对齐;

  • 数据时间戳和低延迟输出,针对时间关键型控制应用进行了优化;

  • 通道的1 KHz输出数据速率。

      扩展卡尔曼滤波器的方向估算

  • 集成振动识别;

  • IMU偏差误差跟踪改善了传统互补滤波器的性能;

  • 减少因线性加速度引起的姿态误差;

  • 集成磁强计允许航向跟踪(仅限AHRS)。
      集成
  • 工厂支持的ROS1和ROS2驱动程序;

  • 连接套件和USB支持可实现原型制作;

  • 多语言(C++、Python、Matlab、LabVIEW)软件通信库简化了定制软件开发。

      可更换性
  • 尺寸小,功耗低。

  • 针对低成本、批量生产的OEM应用进行了优化;

  • 铝安装框架通过将敏感MEMS组件与电路板应力隔离,焊接模块的性能。



END


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