2月26日，德国总理弗里德里希·默茨率团访问位于杭州的宇树科技，再次引发市场对人形机器人产业的关注。

资本市场的密集注资印证了行业的爆发式增长。1月21日，国务院新闻办公室举行新闻发布会介绍，2025年国内整机企业数量超140家。

进入2026年，中国机器人赛道融资明显提速，不到3个月的时间机器人领域融资金额超过百亿元，包括星动纪元、银河通用、松延动力、千寻智能、逐际动力、星海图及智平方等头部机器人企业。

政策层面，工信部等部门在《人形机器人创新发展指导意见》中明确提出支持高端传感器、自主核心零部件与整机系统研发，推动关键部件国产化进程。

资本、政策与产业链资源持续向“具身智能”方向聚集，行业整体正从实验室研发阶段，迈向规模化与商业化验证阶段。

根据中国传感器与物联网产业联盟发布的《2025年人形机器人与传感器产业报告》显示，在人形机器人的硬件成本（BOM）结构中，传感器组件占比高达20%-22%。

其中，负责平衡控制与空间感知的惯性测量单元（IMU）被誉为机器人的“前庭系统”，是实现具身智能自主移动的核心基石。

01.

人形机器人的核心难点：动态平衡与实时状态估计

无论是双足形态，还是轮式底盘的人形机器人，其核心控制挑战都集中在高频状态估计与动态稳定能力上。

人形机器人和轮式底盘机器人（图片由AI生成）
 

人形机器人本质上是一个多自由度、高耦合、重心持续变化的复杂动力系统。其控制难点主要体现在三个层面：

第一，重心动态管理与姿态稳定。人形机器人拥有高度集中但可大幅移动的质心结构。行走、转弯、抬手、搬运物体等动作都会改变整体重心分布。系统必须实时感知姿态变化并完成力矩补偿，否则将导致振荡或失稳。

第二，高频闭环控制能力。人形机器人通常具备数十个自由度关节，控制系统需在数百赫兹（Hz）甚至更高频率下完成传感、状态估计与执行控制的闭环计算。任何感知延迟或噪声放大，都可能在高动态运动中被迅速放大。

第三，复杂环境与外部扰动应对。地面不平整、坡道变化、负载改变或突发外力干扰，都会对机器人姿态产生瞬时冲击。系统需要在极短时间内识别扰动方向与幅度，并完成补偿控制。

这些问题的本质，可归结为对“实时状态感知”的极致要求。机器人必须在极短时间内精准获知自身的姿态、加速度与角速度变化，而这一能力主要依赖IMU。

02.

IMU在人形机器人中的核心作用

惯性测量单元（IMU）是一种不受外部干扰、独立感知自身运动状态的传感器，通常集成三轴陀螺仪和三轴加速度计，可实时测量物体在X、Y、Z三个轴向的角速度和加速度。此外，六轴IMU还可加入磁力计，用于校准偏航角的长期漂移。

目前，大部分机器人IMU采用MEMS（微机电系统）技术。与传统机械式传感器/执行器相比，MEMS器件拥有体积小（封装后成品通常仅毫米级）、重量轻、适于批量化制造、易于电路及系统集成等诸多优点。

IMU技术说明图（图片由AI生成）
 

IMU的关键性能指标包括角度随机游走、零偏稳定性、动态范围、输出频率与温漂等，这些指标直接影响机器人的控制精度与稳定性。

在机器人行走、跑跳等动作控制中，IMU起着类似人体前庭系统的作用，其主要贡献包括：

• 姿态感知与平衡控制：以高频率测量姿态数据，实时计算机器人的俯仰角（Pitch）、横滚角（Roll）及偏航角（Yaw），为平衡控制环路提供基础反馈。
• 运动状态反馈与步态规划：捕捉起步、停步及转向时的微小角速率与加速度变化，辅助算法平滑切换步态轨迹。
• 融合定位与导航：与视觉、编码器和SLAM算法组合时，IMU提供的惯性先验数据可提高整体定位精度，并在视觉失效情况下保持短时运动推算能力。
• 碰撞与扰动检测：通过检测高动态变化，帮助控制系统及时识别外部扰动（如推力），快速调整姿态，以提升人机交互的安全性。

03.

车规级IMU正成为机器人量产标配

在人形机器人向产业化过渡阶段，IMU的选择已从“能用”转向“耐用”。目前IMU方案大致可分为以下3种：

1.消费级IMU

价格低，适用于低动态环境，主要面向手机、穿戴设备、无人机等消费电子产品。设计寿命短，工作环境温和。其可靠性验证标准以成本与体积为优先，通常缺乏严苛环境应力测试。

零偏稳定性受限于成本与封装工艺，温漂较大。在长时间运行或温度变化环境下，误差累积明显，需频繁依赖外部视觉或GNSS（全球导航卫星系统）进行校准。

2.工业级IMU

具备更高稳定性和抗振性能，适用于AGV（自动导引车）、工业机器人、测量设备等场景。但在大规模量产的一致性和长周期寿命验证方面仍有不足。

零偏稳定性有所提升，适用于短时或中等强度运行场景，但在“全天候连续运行”条件下，长期稳定性仍存在波动。

3.车规级IMU

基于汽车行业质量体系开发，需满足如AEC-Q100等可靠性认证标准，经历高低温循环、温度冲击、湿热老化、机械冲击等全套验证流程。其设计目标不是“单台可运行”，而是“百万级规模出货仍保持一致性”。

通过温度补偿算法、严格的工艺一致性控制以及全温区标定，能够在-40℃至105℃宽温区内保持稳定输出。

总结而言，消费级IMU强调体积与价格，在高动态控制和长时间运行下，零偏易漂移，且工作温区有限，可能导致机器人“越走越歪”；工业级产品在抗振与稳定性上有所提升，但长期一致性与极端环境覆盖仍受约束。

相比之下，车规级IMU基于AEC-Q100等体系开发，具备-40℃至105℃全温性能保证、更高采样与输出频率以及全生命周期一致性控制，更契合人形机器人对稳定性与规模部署的核心需求。

04.

从海外巨头主导到国产车规级突破

根据Yole Group发布的MEMS市场报告，全球MEMS惯性传感器市场长期由欧洲与日本厂商主导，但中国厂商正在快速追赶。

前者主要包括博世（Bosch）、意法半导体（ST）和TDK等国际巨头，其核心优势集中在底层传感芯片。

相比之下，中国厂商正通过模组集成，并向核心芯片逆流而上，加速重构竞争格局。

以车规级高精度定位解决方案供应商导远科技为例，该公司实现了IMU芯片的全栈自研突破，其自研的GST80芯片先后通过AEC-Q100可靠性测试与ISO 26262 ASIL D产品认证。

这标志着国产IMU已具备从“精密封装”向“车规级芯片”进阶的能力，为人形机器人大规模量产提供了高可靠的国产化基石。

以下按供应商介绍各自主力产品与技术特点：

1.国际标杆厂商

Xsens（运动捕捉领域的鼻祖）：运动捕捉与惯性导航领域的标杆，提供软硬一体的解决方案。

核心产品与特点：

(1)MTi-630 AHRS：工业级传感器，高频率的惯性反馈，搭载先进的传感器融合算法。

(2)优势： 提供现成的ROS 1/2驱动程序、Nvidia Jetson兼容性和开源SDK，小尺寸和低功耗，符合人形设计约束。

(3)市场应用情况：已经与英伟达、Meta、钛虎机器人等开展合作，产品还应用于特斯拉“Tesla Bot”、北京人形机器人创新中心“天工”等人形机器人。

Lord MicroStrain（Parker Hannifin子公司，深耕航空航天市场）：全球领先的运动与控制技术制造商，深耕工业和航空航天市场，致力于推动工程突破。

核心产品与特点：

(1)3DM-GX5-AHRS：战术级惯导、计算姿态和导航解决方案，可实现卓越的动态姿态推测。

(2)优势：低噪声、高精度、小型化、轻量化。

(3)市场应用情况：为焊接机器人等工业机器人、外动力骨骼机器人等提供产品方案，并推出了自研Dusty工业机器人。

TDK InvenSense（运动跟踪器件的领导者）：专注于为消费电子、汽车、工业和物联网市场提供运动、音频和压力传感解决方案。

核心产品与特点：

(1)ICM-42688-P：6轴MEMS运动追踪器，支持高精度外部时钟输入，低功耗的运动唤醒，及I3C℠、I²C和SPI串行通信。

(2)特点：高数据分辨率、低噪声、低功耗、易唤醒

(3)市场应用情况：着力打造了应用于工业机器人和服务机器人的产品方案，赋能高通机器人。

2.中国新势力厂商

导远科技（全球车规级高精度定位领导者）： 具备芯片、模组、系统的设计及量产的全栈能力，凭借车规级IMU优势进入机器人市场，在全球汽车辅助驾驶高精度定位市场市占率第一。

核心产品与优势：

(1)IMU5146/IMU45A5：车规级，高量程，姿态测量精度可达0.05°，搭载多模态算法，兼容EtherCAT、RS232、RS485等多类协议。

(2)优势：车规级、高精度、高频采样、高可靠性、超小体积、精准时间同步。

(3)市场应用情况：已经与数十家行业领先的机器人公司合作，赋能轮式、双足人形和四足机器狗等多种具身智能机器人。

华依科技（汽车动力总成测试领先者）：具备丰富的工程及量产经验，依托车载传感器技术能力，开发高精度、高稳定性的惯导系统。

核心产品与优势：

(1)ARU8010：高性能人形机器人专用传感器，国产人形机器人感知解决方案。

(2)优势：高频采样、超大动态范围感知、高性价比、高稳定性。

(3)市场应用情况：目前已经在包括智元等部分机器人公司进行小批量供货，同时与多家机器人公司进行送样工作。

05.

高可靠IMU成为人形机器人量产关键

人形机器人的商业化落地，本质上是控制精度的竞赛。IMU不再只是“姿态传感器”，而是决定整机稳定性、安全性与可靠性的核心基础部件。

随着国产厂商在芯片与模组全栈自研上的突破，中国供应链有望在未来的全球具身智能版图中占据核心席位。

参考资料：

1、国务院新闻办网站.国务院新闻办发布会介绍2025年工业和信息化发展成效》

https://www.gov.cn/lianbo/fabu/202601/content_7059420.htm

2、工业和信息化部.工业和信息化部关于印发《人形机器人创新发展指导意见》的通知

https://wap.miit.gov.cn/jgsj/kjs/wjfb/art/2023/art_50316f76a9b1454b898c7bb2a5846b79.html

3、科创板日报.中国传感器与物联网产业联盟：人形机器人传感器市场规模2030年将超30亿美元

https://www.chinastarmarket.cn/detail/2186823

4、Yole Group. Status of the MEMS Industry 2025

https://www.yolegroup.com/product/report/status-of-the-mems-industry-2025/

5、Xsens Humanoid Live & Pro：加速人形机器人训练

https://mp.weixin.qq.com/s/x33MOM4BoYmikS-L_-v7Ug

6、Xsens官网.MTi-630 AHRS

https://www.xsens.com/sensor-modules/xsens-mti-630-ahrs?__hstc=81749512.05303cef7f2b9a85bf74137d0a7d729f.1772690304437.1772690304437.1772690304437.1&__hssc=81749512.2.1772690304437&__hsfp=54fc2ca10dbcff096dccb993d16bee9a

7、【应用】Xsens动捕技术在特斯拉人形机器人中的应用

https://mp.weixin.qq.com/s/h5HqB49uuFoP_86orP9hug

8、【新闻】人形机器人“天工”亮相，Xsens动捕助其姿态训练

https://mp.weixin.qq.com/s/q3jeRoB-Txxyqqo8XzslNw

9、遇见Dusty：派克团队如何让自动化变成现实

https://mp.weixin.qq.com/s/vtCQUCzj-Wt7qQWoeBeDmg

10、TDK / Qualcomm Robotics Collaboration

https://invensense.tdk.com/tdk-qualcomm-robotics/

11、连续两年亮相瑞士机器人展，导远科技传感产品赋能全球机器人创新

https://mp.weixin.qq.com/s/Gg45LHyImySm4cd7Jq8kvQ

12、导远科技官网.IMU5146NAB

https://www.asensing.com/product/99

13、华依科技 华依智造攻克难关推出国产高精度ARU8010人形机器人专用姿态传感器

https://mp.weixin.qq.com/s/HunoGieit68dKQhpGte6Fw?scene=1&click_id=2

14、与智元机器人达成供货协议？华依科技回应

https://xueqiu.com/S/SH688071/362283657