人型机器人为什么走起来这么难-原极科技助力人形机器人
原极科技IMU模组助力人形机器人
原极（上海）科技有限公司
（图片来源：“十八金刚”人形机器人集体出道 你想带谁回家？_澎湃号·媒体_澎湃新闻-The Paper）
在前不久上海举办的世界人工智能大会上，展示了 18 个形态各异的人形机器人，号称“18 金刚”，这些机器人能够较为稳定地协同执行特定动作，让市场看到了人形机器人发展的广阔前景。但是很多人形机器人的行走能力还是存在不同程度问题，由此可见，实现机器人稳定的行走尚存在一定难度。
人形机器人直立行走的研发轨迹与人类进化过程具有相似性。人类从弯腰形态演进至直立行走耗费了数万年之久。当前整机厂实则也深陷此困境，始终在不懈探索如何让机器人稳定行走的有效之策。
| 陀螺仪零偏不稳定性 | 2.5°/h |
| 加表零偏不稳定性 | 25μg |
在机器人的运动过程中，例如原地踏步和直线行走时，两只脚的间隔会由30cm逐渐缩减至10cm ，进而踩脚瘫痪倒地。
在此情形下，需要从IMU的算法端着手解决此问题。同时，整机厂也需从控制端予以配合，比如机器人的质心位置，若质心相对靠前，会致使机器人前倾，停止时出现延迟；质心相对靠上，机器人行走时会有飘起的感觉，且走路会朝某一方向偏移。
因此IMU的选型以及整机厂的协同配合对于人形机器人至关重要。
| 初始化时：IMU输出姿态，配合质心使机器人站立。 |
| 行走过程中：IMU反馈姿态数据，保证机器人按照路线行走，并不踩脚。 |
| IMU协同控制模块：根据航向角其他数据进行原地转弯，并且不偏移。 |
| 当机器人需要紧急制动，或者工作需要停止时能够立即站立。 |
IMU能够用于动作捕捉，借此获取人员真实的平衡数据，而后将此数据提供给机器人，以助力机器人获取更好的运动能力。同时，其还能够与激光雷达及摄像头相互配合，提升捕捉精度，促使机器人开展多模态学习，从而更迅速地投入到工厂、家庭及商业等领域的工作当中。
例如，在工业生产中，通过 IMU 与其他设备的协作，机器人能精准完成复杂的装配任务。在家庭服务中，能更灵活地适应不同的环境和需求。在商业场景里，为客户提供高效、准确的服务。
1、IMU与视觉和激光雷达进行融合，做到毫米级定位
2、IMU与UWB进行融合，IMU放在腰上，做到厘米级定位
3、IMU在室内还可以利用PDR算法（行人航位推算)，放在脚上,做到千分之五的精度。
IMU模组亦可应用于人形机器人的定位。例如，当人形机器人将来要独立行走时，就需要制定与导航相关的技术方案。其落地场景，诸如养老看护等，当处于室内时应如何导航？其位置又该怎样获取？除了基于视觉和激光雷达之外，我们认为还能够通过与其他传感器相结合，例如 UWB 融合，此外，自身通过 PDR 亦可实现室内导航。
举例来说，在养老看护场景中，若人形机器人能借助 IMU 及其他传感器的融合实现精准室内导航，就能及时准确地为老年人提供服务和帮助。又比如，在复杂的室内环境中，UWB 融合 PDR 等技术的协同，能让机器人更高效地规划行走路线，避免迷路或延误。
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