#IMU

Macchine da costruzione September 7, 2026

Bulldozer 101: Comprendere la trazione dei cingoli e il controllo della lama

Un bulldozer è una macchina che unifica il controllo della sua lama e dei cingoli attraverso l'idraulica e la trasmissione. Questo articolo analizza la pressione al suolo, la forza di trazione, l'assetto della lama, la costruzione ICT basata su GNSS/IMU, la filosofia progettuale alla base delle serie D61/D65 di Komatsu e D6 XE di Caterpillar, e la ricerca sull'elettrificazione e il livellamento autonomo, sia attraverso equazioni che da una prospettiva sul campo.

Fundamentals · 8 min di lettura Macchine da costruzione September 7, 2026

Escavatori idraulici: comprensione del braccio, dell'avambraccio e degli ingranaggi epicicloidali tramite sensori ed equazioni

Un escavatore idraulico è un robot mobile che distribuisce la rotazione di un motore diesel a pompe idrauliche, cilindri e riduttori. Questo articolo illustra schematicamente la cinematica del braccio, dell'avambraccio e della benna, la stima del bordo della benna tramite IMU, gli ingranaggi epicicloidali nella sovrastruttura e nel sottocarro, gli attuali sforzi di Komatsu e Caterpillar in materia di ICT/elettrificazione e la ricerca in corso sull'escavazione autonoma.

Fundamentals · 11 min di lettura Fondamenti di robotica September 7, 2026

Guida introduttiva a VIO/LIO: combinare un'IMU con una telecamera o un LiDAR per l'autolocalizzazione.

Una telecamera da sola, o un LiDAR da solo, presenta dei limiti in determinate situazioni. La combinazione di uno dei due sensori con un'IMU (accelerometro + giroscopio) ovvia a questa debolezza: questo è ciò che fanno VIO (Visual-Inertial Odometry) e LIO (LiDAR-Inertial Odometry). Partendo dal perché un'IMU da sola non sia in grado di ricostruire la posizione, questo articolo analizza le due filosofie di progettazione – quella basata sui filtri e quella basata sull'ottimizzazione – e gli algoritmi di riferimento di ROVIO, OKVIS, VINS-Mono e OpenVINS, fino a LIO-SAM e FAST-LIO2.

Fundamentals · 18 min di lettura Fondamenti di robotica September 6, 2026

Introduzione alla fusione dei sensori: costruire un modello globale unico a partire da molti sensori.

Una fotocamera eccelle nel significato, un LiDAR nella geometria, un'IMU nel movimento, e ognuno di essi ha il proprio punto cieco. Dalla matematica probabilistica e basata sull'ottimizzazione che li fonde (filtri di Kalman, grafi fattoriali) ad accoppiamenti concreti come VIO (fotocamera×IMU), LIO (LiDAR×IMU) e BEV Fusion (fotocamera×LiDAR), un percorso sistematico che illustra come la fusione dei sensori trasforma diversi sensori in un unico modello del mondo.

Fundamentals · 18 min di lettura Macchine da costruzione September 4, 2026

Automazione e controllo remoto delle macchine edili: nozioni di base — Dall'i-Construction al trasporto autonomo nelle miniere

L'automazione delle macchine edili si è evoluta per fasi: dalla guida automatica, che misura la posizione del bordo della lama con GNSS e IMU, al controllo remoto, che permette di pilotare le macchine via radio da una distanza di sicurezza in zone a rischio; fino ai sistemi di trasporto autonomi già operativi in miniere e cave. Questo articolo ripercorre la politica i-Construction del Ministero del Territorio, delle Infrastrutture e dei Trasporti (MLIT), la storia delle costruzioni senza equipaggio a partire dal Monte Unzen-Fugendake e i risultati attuali dei sistemi FrontRunner AHS e Caterpillar Command di Komatsu.

Fundamentals · 10 min di lettura Visione artificiale September 3, 2026

Introduzione a VO/VIO: nozioni pratiche per la stima del movimento da una telecamera e da un'unità di misura inerziale (IMU)

L'odometria visiva (VO) e l'odometria visivo-inerziale (VIO) stimano il movimento relativo di un robot o di una telecamera a partire da una sequenza di immagini e misurazioni inerziali. Questo articolo affronta, con l'ausilio di formule matematiche e diagrammi, l'ambiguità di scala monoculare, la preintegrazione dell'IMU, l'inizializzazione, il filtraggio rispetto all'ottimizzazione, implementazioni come VINS-Mono e OpenVINS, metriche di valutazione e condizioni di errore.

Fundamentals · 19 min di lettura Fondamenti di robotica September 3, 2026

Guida introduttiva alla navigazione a stima (Dead Reckoning): Integrazione di ruote, IMU e GNSS per tracciare il movimento di un robot.

La navigazione inerziale (dead reckoning) è la tecnica fondamentale per aggiornare la posizione e l'assetto di un robot integrando la rotazione delle ruote, le letture dell'IMU e i sensori di velocità. Questo articolo tratta la cinematica dei sistemi a trazione differenziale, l'accumulo degli errori, la correzione basata sull'EKF (Enhanced Kalman Filter) e le implementazioni nei robot di trasporto indoor e nella guida autonoma, con equazioni e diagrammi.

Fundamentals · 7 min di lettura Sensori e hardware September 3, 2026

Come funzionano i magnetometri e i prodotti principali: Bosch, ST, Honeywell

Il magnetometro, che rileva la direzione del campo magnetico terrestre per determinare l'orientamento, è l'unico sensore che continua a fornire un riferimento esterno di direzione assoluta finché è alimentato: dalla bussola elettronica di uno smartphone, alla correzione dell'angolo di imbardata su un drone, fino al controllo di assetto di un CubeSat. Questo articolo illustra i quattro principi fisici fondamentali (effetto Hall, AMR, GMR e fluxgate), confronta le specifiche dei chip Bosch BMM150, STMicroelectronics LIS3MDL e Honeywell HMC5883L, tratta l'errore di magnetoresistenza e magnetoresistenza e la sua calibrazione, la fusione dei sensori AHRS con un'IMU e la storia della tecnologia, dalla prospezione mineraria alla caccia ai sottomarini durante la Seconda Guerra Mondiale e all'esplorazione lunare, fino al controllo di assetto dei CubeSat odierni.

Fundamentals · 17 min di lettura Sensori e hardware August 10, 2026

Come funzionano le IMU e i prodotti principali: Xsens, Bosch, Analog Devices

Un'IMU combina un accelerometro con un giroscopio per rilevare direttamente l'accelerazione traslazionale e la velocità di rotazione di un veicolo. A differenza di telecamere o LiDAR, non dipende da nulla di esterno, ma questa autosufficienza comporta un inevitabile svantaggio: l'errore si accumula nel tempo (deriva). Analizziamo il principio del giroscopio MEMS, l'analisi del rumore di varianza di Allan, la scala di valutazione che va dai chip per il mercato consumer ai moduli di navigazione e la strategia di prodotto della serie MTi di Xsens.

Fundamentals · 12 min di lettura