基于多轴融合、高带宽低噪声的惯性测量方案,为机器人赋予“人类级”平衡感知能力


在全球人形机器人产业迈向动态平衡与敏捷运动的关键阶段,A&F全研科技正式发布其新一代VTSVibration/Tilt Sensor)系列惯性测量传感器。该产品凭借其在多轴数据融合、高带宽响应、超低噪声与卓越温度稳定性等方面的多项技术突破,正成为解决人形机器人姿态控制难题的核心元件,助力机器人实现从“稳定行走”到“奔跑跳跃”的跨越式进化。


一、技术突破:重新定义机器人惯性测量精度与响应速度


VTS传感器的设计初衷,是为人形机器人建立一个堪比人类前庭系统的“内在感知核心”。其在三个维度上的技术革新尤为突出:


1、高精度多轴测量与动态去噪技术

VTS提供3轴加速度计与3轴陀螺仪同步输出,构建完整的6自由度运动感知能力。


2、宽频带可配置架构,兼顾常态与极限运动

独特支持250 Hz2000 Hz双频带模式,使机器人能够在常规步态(250Hz)与高速动态运动如奔跑、跳跃(2000Hz)间实现无缝切换。


高带宽确保了控制系统能够以毫秒级延迟获取姿态信息,彻底解决了传统IMU在高速机动下的“相位滞后”问题。


3、全环境自适应与系统级可靠性

传感器在全温度范围内(-40°C+85°C)表现出极低的漂移特性(加速度计±0.01%/°C,陀螺仪±0.007%/°C),确保机器人在复杂环境下数据始终可靠。


提供通用外壳、磁吸外壳与防水外壳三种形态,适应从实验室到户外、从干燥到潮湿等多种部署场景。


二、系统级方案:从感知到控制的闭环技术创新


全研科技并未止步于硬件性能的提升,更围绕VTS构建了一套完整的“感知-融合-控制”系统级解决方案。


智能融合算法,输出“可用”的真姿态

VTS的低噪声特性使得滤波器能够更“信任”测量数据,显著提升姿态解算精度,直接输出稳定、无漂移的俯仰/横滚/偏航角,为控制层打下坚实基础。


分层控制策略,实现动态平衡与步态调整

基于VTS提供的干净、低延迟姿态信号,机器人可采用PD控制器精准计算关节恢复力矩。


在失衡无法通过调整脚踝补偿时,VTS的实时数据还能用于步态调整与落脚点规划,实现真正的动态平衡与抗扰动能力。


三、应用前景:为下一代人形机器人注入“灵魂”


全研科技VTS传感器目前已应用于多家顶尖机器人公司的原型机与产品中,在以下场景展现出关键价值:


服务机器人:在复杂家居环境中平稳行走、上下楼梯,避免摔倒。

表演与仿生机器人:完成高动态、高协调性的复杂动作,运动轨迹更接近人类。

科研平台:为高校与研究所提供高精度、高可靠性的研究级数据支撑。

外骨骼:精准感知使用者姿态意图,提供适时、准确的助力。


四、专家观点


全研科技传感器事业部负责人表示:“人形机器人的‘智能’不仅存在于其大脑,更依赖于其‘小脑’——即对自身姿态的精准感知与瞬时控制。VTS的目标,就是成为机器人最可靠的小脑。我们相信,唯有解决了最底层的传感问题,上层算法才能真正发挥效用,机器人才能真正走入我们的生活。”


关于全研科技

全研科技是一家专注于高性能工业传感器与测量解决方案的科技企业。公司以“精准感知,驱动智能未来”为使命,其产品广泛应用于机器人、无人机、高端装备制造及自动驾驶等领域,致力于为全球智能化转型提供核心感知基础。


END


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作者 ab, 808