“车规级 IMU”适合机器人的大规模应用

机器人在实际落地的过程中，离不开 IMU 运动感知能力。那么，机器人从实验室到产业化会遇到哪些挑战？IMU 在平衡运控导航上的能力如何？车规级的 IMU 能否用于机器人？

近日，在上海由盖世具身智能与上海智能汽车软件园联合举行的“第四届具身智能机器人产业发展论坛”¹上，导远科技机器人行业负责人刁品昊做了报告《车规级 IMU 让机器人更稳健、可靠》，进行了 IMU 方面的相关分享。

刁品昊丨导远科技 机器人行业负责人

1   机器人从实验室到量产会遇到四个挑战

从导远角度，机器人从实验室到量产会遇到四个核心挑战。

第一，硬件的性能。机器人在多自由度的运动过程

中，要保持机器人的平衡。

第二，量产的 一致性。早期在实验室里搭一个 Demo，或者手攒一个机器人是相对容易的。但是现在包括未来要交付百台、千台、万台甚至百万台规模时，如何保持机器人性能的一致性？

第三，系统的可靠性。例如，机器人全身有十几个电机，电磁环境比较复杂；另外机器人需要做跳跃、翻转等动作，在这些复杂的运动场景下，如何保持系统的可靠性？

最后，人们可能会忽视安全性。因为机器人需要与人 / 现实过世界做交互，那么在交互的过程中，如何保障人类的安全？

2   IMU解决了机器人的三个问题

如果把 AI 大模型比喻为机器人的大脑，那么 IMU就是机器人的前庭系统，主要解决了三个问题。

第一，保持机器人的平衡与稳定。通过实时感测，可以让机器人在行进过程中保持稳定。

第二，精准的运动控制。例如在执行一些任务时，诸如夹爪的抓取，做跳跃等动作，通过对姿态的实时解析，能够保证做这些任务时能够达到人们想要的效果。

最后，定位与导航。与智能汽车不同，机器人大部分是在室内工作，难以接收到 GPS 等卫星信号，所以在多传感器融合中，IMU 是一个关键。

3  机器人需要什么样的IMU？

车规级 IMU 供应商导远认为，车规级的 IMU 适合机器人的应用。原因如下。

第一，汽车与机器人对 IMU 有相似的性能需求，都对 IMU 的输出频率和输出精度有很高的要求。

第二，都需要适应极端的工作环境。未来机器人是全球部署的，因此工作环境可能是在比较寒冷的北方，也有可能在赤道地区，而 IMU 本身又是对温度极为敏感的。车规级的器件温度可以覆盖 -40℃~105℃，这种宽广的工作温度范围，同样可以使机器人在各个场景下工作。

第三，抗冲击性，例如需要翻滚跳跃时，最高的冲击能够达到 2 kJ/m²。

第四，量产规模的高度一致性。车规级 IMU 已经经过百万级的量产交付，对整个产品的性能做了充分的验证，并且因为得益于汽车的产量大，其成本也相对于工规产品有较大的优势。

最后，同样需要功能安全。当前的具身机器人行业，安全是容易忽视的点。在汽车领域，往往要求 SOTIF 或者 SOD 的功能安全，但是现在在一些机器人表演的场景里，机器人跌倒了之后，程序依然在跑，甚至已经发生了机器伤人的事件。因此，未来拥有功能安全等级的传感器会更加符合未来行业的发展趋势。

4  导远在IMU行业内的表现

导远是车规级 IMU 行业的领导厂商之一。公司成立 12 年以来，获得了多个业内第一。据导远介绍，截至 2025 年 9 月底的统计，首先是全球首家量产车规级 MEMS 组合导航的公司。车载高精度定位在中国和全球的装车量也是业内第一，国内的市占率超过 50%，在全球的市占率在 27 .6%。累计装车 427 万台，出货量目前也是业内最高的，也是唯一进入国际 OEM 的高精度定位解决方案的供应商。

导远已与超过 20 家明星机器人公司达成了合作，包括双足的人形机器人、轮式机器人、四足机器狗，都能看到导远的产品。

5  导远IMU方案的特色

基于汽车的需求，导远构建了以芯片、模组为系统体系的全栈式解决方案。

对于模组，有的客户需要六轴的，有的需要九轴的，有的需要带磁力计的，也有的需要带姿态输出，为此，导远构建了平台化的产品，可以根据客户不同的需求，有针对性地提供产品。

导远也是目前业内唯一一家在汽车领域掌握了从芯片设计到封装测试的全链路自主可控的本土厂商，其中陶瓷封装是导远的护城河。

为何陶瓷封装很重要？因为传统上，诸如消费级的 MEMS 芯片是塑封的，塑封在长期使用中，外部的湿气有可能进入到芯片内部，对其中的微机电结构造成湿气的侵蚀和化学的腐蚀。而陶瓷封装非常坚硬，热膨胀系数较低，同时导远在陶瓷封装结构内充了惰性气体。经过导远的测试，其长期耐久性与稳定性比塑封芯片提升了 70%。同时因为是车规级工艺，可以保证机器人在十多年的生命周期里能依然保持稳定的性能。

最后，在标定与测试方面，导远自研了高精度的旋转转台，角度精度可以测量到 0.0001°，同时模组几何对准误差可以控制在 0.05°以内。

6  导远IMU的性能优势

导远向机器人行业推出的 IMU 有 6 个优势。

首先，高带宽、低延迟。有高频的输出频率，较大的量程，能够满足 90% 的使用场景。

第二，高精度、低噪声。邻边陀螺的不稳定性控制在 1° /h，无论机器人是在静止还是低速的运动过程中，不会让感知系统产生幻觉。

第三，小尺寸与低功耗，使机器人有更长的续航时间。

第四，车规级的工艺。导远做了全温区的精准补偿，从 -40℃~+105℃，能够覆盖机器人 95% 以上的温度区间。

第五，内置了多模态的算法，可以适应凹凸地面，以及爬坡、楼梯等一些复杂的场景。

第六，导远根据客户的不同协议，例如有的客户需要串口 (RS-232、RS-485)，有的需要 EtherCAT，导远的平台化方案使客户可以即插即用，降低了使用门槛。

7  用“精密工程 + 智能制造”保证质量

导远公司是 2014 年成立的，总部设在广州。在广州、北京、上海、合肥有研发中心，在广州有总装生产基地，在江苏南通有一家自建的芯片封测厂。早在10 年前的 2016 年，导远预见到时空智能未来会与智能出行相融合，所以进军自动驾驶行业。2017 年拿到了第一个国内主机厂的定点，2019 年建立了专用的芯片封测生产线，2021 年拿到了全国 11 家主机厂的定点，2023 年正式进军海外，并且拿到了一些国外头部主机厂的定点。

2014 年导远开始自研芯片，2025 年自研芯片已经获得 AEC-Q100 认证，并且开始与头部机器人公司正式合作。

很多客户会问导远：如何保证质量？答案是：精密工程 + 智能制造。导远建立了完整的数字化制造架构，能够实现实时的可视化监控，并且对全流程进行追溯。因此产线的良率超过了 99%，ppm 小于 20。

目前 , 导远有了车规级的规模化量产能力，IMU 年产能可以超过 300 万颗，因此在未来机器人行业大爆发时，机器人的保有量可能会达百万台以上，导远的这种量产交付能力，可以为整个行业实现规模交付。

注：

¹ 此论坛由盖世具身智能与上海智能汽车软件园联合主办。

（本文来源于《EEPW》202604）