案例类型:机器人 / 具身智能 · 穿戴式数据采集 项目阶段:技术方案对接完成,进入样品设计与打样验证阶段


导语

一家位于上海的具身智能机器人企业,在研发用于机器人遥操作与动作数据采集的穿戴式设备时,需要把九轴姿态感知模组嵌入到头带和手腕等极小空间内,并以 SPI 接口直连其已就绪的主控软件链路。

围绕客户对小型化尺寸、高刷新率输出和快速打样的要求,维特智能为其提供基于现有九轴姿态模组的小型化改型方案:模组高度控制在 6mm 以内、面积约 20×20mm,支持 500Hz 及以上高频输出,并承诺一周内完成方案设计、尽快寄送样品。目前项目处于样品开发与打样验证阶段。


一、客户背景

1.1 客户简介

客户是一家位于上海的具身智能机器人企业,业务覆盖双足具身机器人、轮式机器人和清洁机器人三大产品板块,并设有面向机器人数据采集的研发部门,产品主要面向高校、科研机构及消费级应用场景。出于商业保密要求,本文不公开客户全称、联系人和联系方式。

1.2 客户应用和痛点

客户正在开发用于机器人遥操作的穿戴式数据采集设备,需要采集操作者手臂、手腕和头部的运动数据,用于驱动机器人遥操作与动作数据集构建。传感器需要安装在头带和手腕等穿戴部位,客户在项目研发中主要面临以下问题:

  • 安装空间极小:穿戴设备内部空间有限,姿态模组高度需控制在 6mm 以内,面积约 20×20mm 级别,常规封装难以直接满足;

  • 需要 SPI 直连:客户主控端的数据接收软件已完成开发,希望传感器通过 SPI 接口直接接入、减少协议改造,硬件上使用 6PIN 连接器与 1.0mm 间距端子线;

  • 高频低延迟数据输出:遥操作对数据实时性要求高,客户希望模组输出四元数、欧拉角、姿态角及原始数据,数据速率按 500Hz 起步、最高支持 1000Hz;

  • 打样周期紧张:项目正处于快速打样与功能测试阶段,多家方案供应商同步竞争,客户需要供应商尽快出样验证。

为此,维特智能提出基于现有九轴姿态模组的小型化改型方案,用于穿戴式数据采集设备的人体运动姿态感知。

1.3 项目当前阶段

当前项目处于打样与样品验证阶段:双方已完成需求与技术参数对接,维特智能承诺一周内完成对应方案设计与样品准备。具体验收结论以样品实测与销售复核为准。

1.4 预期用量

客户已就量产导入节奏与维特智能进行初步沟通,但项目尚未赢单,具体采购数量、价格及商务信息不对外披露。


二、客户使用详情

2.1 项目背景

机器人遥操作需要实时还原操作者的肢体动作。客户计划通过头戴式与腕戴式设备采集操作者头部、手臂的运动姿态数据,将这些数据用于机器人的动作映射与数据采集,为机器人的拟人化操作和数据集构建提供输入。数据采集设备的体积、重量与佩戴舒适性直接制约产品形态,因此对传感器的小型化程度要求很高。

行业通用说明:机器人遥操作通常通过主从映射、动作复现等方式实现,穿戴式惯性传感是采集人体运动数据的常见手段之一;具体方案因产品设计而异,本项目采用九轴姿态模组与客户自研数据链路配合的技术路线。

2.2 是如何使用

使用环境

姿态模组将安装在穿戴设备的头带和手腕部位,主要工作环境为室内遥操作与数据采集场景,使用过程中会伴随操作者的抬手、转腕、摆头等动作以及设备线缆拖拽带来的轻微扰动。

行业通用说明:穿戴式采集设备应保证传感器与人体部位相对固定,避免松动造成数据失真;具体佩戴结构属于客户产品设计信息,本文不公开。

安装方式

模组按客户结构要求进行小型化设计:外形约 20×20mm、高度不超过 6mm;采用三孔定位布局(两孔间距 17mm、垂直距离 18.25mm),通过 M2 螺钉穿过 PCB 通孔锁入载板固定,可接受无螺纹通孔方案。

安装时需确保传感器测量轴与佩戴部位轴向对齐,并尽量远离强磁部件。该内容为行业通用做法,具体以产品说明书及客户结构设计为准。

连接方式

模组通过 SPI 接口接入客户主控(客户主控平台基于 RK3576 方案),使用 6PIN 连接器与 1.0mm 间距端子线连接;供电电压 5V;SPI 数据速率按 500Hz 起步、最高可支持 1000Hz。OTA 升级通过 SPI 完成,具体协议由双方在联调阶段确认。

数据用途

模组输出的四元数、欧拉角、姿态角及原始加速度/角速度数据进入客户主控的数据接收链路,用于:

  • 机器人遥操作:将操作者手臂、手腕与头部的运动姿态映射为机器人的动作指令;

  • 动作数据采集:为机器人训练与动作复现采集高质量运动数据集。

简化数据链如下:

操作者肢体运动 → 穿戴模组(九轴姿态, SPI) → 主控(RK3576) → 遥操作指令 / 动作数据集

上述数据链仅用于说明已知功能关系,不代表客户完整算法架构;具体映射与采集策略属于客户技术信息。

2.3 使用情况

根据拜访记录,双方已确认以下项目信息:

  • 客户对姿态模组的需求参数为九轴、SPI 接口、6mm 以内高度、20×20mm 面积级别、500Hz 起步的数据速率;

  • 客户项目当前处于功能打样与测试阶段,多家方案供应商同步打样;

  • 维特智能已明确小型化改型方向,并承诺一周内给出方案与样品、视需要赴现场联合调试;

  • 客户表示,若样品验证通过,将优先向商务侧推荐维特智能方案。

需要说明的是,样品尚未交付、客户尚未完成实测,本文不对外描述精度表现、稳定性等实测效果,也不将技术参数承诺等同于客户整机最终性能。

2.4 问题反馈

项目仍处于打样阶段,暂无需要公开的问题记录;如有反馈,将在取得客户授权后补充。


三、维特智能方案特点

3.1 面向穿戴设备的小型化改型能力

方案基于现有九轴姿态模组进行小型化改型,目标高度控制在 6mm 以内,并提供两种形态:保留外壳的紧凑方案,以及 PCB 加屏蔽罩的极薄方案(预计可做到 3.5mm 左右)。模组兼容客户三孔定位与 M2 通孔锁附要求,适配头带、手腕等穿戴部位的空间约束。

3.2 SPI 直连与高频数据输出

模组以 SPI 接口直连客户主控,匹配客户已就绪的数据接收软件,降低协议改造成本;输出内容覆盖四元数、欧拉角、姿态角与原始数据,数据速率按 500Hz 起步、最高支持 1000Hz,为机器人遥操作的实时性提供数据基础。

3.3 标定能力支撑姿态一致性

维特智能具备温箱标定与转台标定能力,配备万分之一度级高精度标定设备,产品精度覆盖 0.2° 至 0.001° 区间,可在出厂环节对模组进行一致性与温漂处理,适配穿戴设备对姿态稳定性的要求。该内容基于公司产品与工艺能力陈述,具体以正式规格书为准。

3.4 快速响应与联合调试服务

针对客户"一周内出方案与样品"的节奏要求,维特智能承诺快速打样与寄样,并提供 Linux 平台 C/C++ SDK、基于客户主控的驱动调试支持以及赴现场联合调试服务,双方通过专项沟通群同步进展。


四、结语

具身智能机器人的遥操作与数据采集,需要把高精度姿态感知装进贴近人体的极小空间,并在高频数据流下保持稳定输出。本项目中,维特智能以九轴姿态模组的小型化改型方案,回应客户在尺寸、接口、数据速率和打样节奏上的多重约束。

从需求对接到方案设计与样品交付,项目正处于打样验证的关键阶段。后续,双方将围绕样品实测、联合调试与量产导入继续协作,维特智能也将以快速响应和深度技术支持,陪伴客户完成从方案验证到规模化应用的每一步。

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