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Une unité de mesure inertielle (IMU) est composée de trois gyroscopes orthogonaux et de trois accéléromètres qui mesurent la vitesse angulaire ω et la force spécifique f. Les fabricants classent les IMU en différentes classes de performance en fonction des caractéristiques d’erreur des capteurs plutôt que de leur conception mécanique. Ces IMU déterminent la précision de navigation atteignable, le taux de dérive et l’environnement opérationnel.
IMU les plus importantes IMU comprennent l’instabilité de biais, la marche aléatoire angulaire (ARW), la marche aléatoire de vitesse (VRW), l’erreur de facteur d’échelle, la non-linéarité, la bande passante et la sensibilité à la température. Le biais des gyroscopes influence directement l’estimation de l’attitude, tandis que le biais des accéléromètres entraîne une dérive de position après double intégration.
L’erreur de position suit approximativement la formule suivante :
où ba représente le biais de l'accéléromètre et t le temps écoulé.
IMU automobile
Une IMU automobile IMU le coût, la robustesse et la production en grande série. Un IMU automobile prend généralement en charge la dynamique du véhicule, le contrôle électronique de stabilité, la navigation à l'estime et les systèmes avancés d'aide à la conduite. Une IMU de qualité automobile IMU une précision suffisante en cas de brèves GNSS , tout en conservant une faible consommation d'énergie.
IMU de qualité industrielle
IMU de qualité industrielle offre une meilleure stabilité de biais et une meilleure résistance aux conditions environnementales. Comprendre ce que signifie la notion de « qualité industrielle » aide les ingénieurs à trouver le juste équilibre entre performances, fiabilité et coût pour les systèmes robotiques, de cartographie, maritimes et d'automatisation. Lorsqu'on se demande ce qu'est la « qualité industrielle », la réponse fait généralement référence à des capteurs conçus pour fonctionner en continu dans des conditions industrielles exigeantes.
IMU de niveau tactique
Une IMU de niveau tactique présente une instabilité de biais nettement inférieure, souvent inférieure à 1°/h pour les gyroscopes, ce qui permet une navigation précise lors d’opérations prolongées GNSS.
IMU moderne IMU MEMS de navigation a réduit l’écart de performances entre les systèmes traditionnels à fibre optique et les dispositifs MEMS.
IMU de navigation
Une IMU de qualité navigationnelle intègre des capteurs de précision ainsi que des algorithmes avancés d'étalonnage et de compensation afin de minimiser les erreurs déterministes et stochastiques. Ces systèmes sont couramment utilisés dans les véhicules autonomes, l'hydrographie, la topographie aérienne et les applications de défense.
IMU de niveau stratégique
La catégorie offrant les meilleures performances est celle IMU IMU de niveau stratégique, ou capteurs inertiels de niveau stratégique. Ces systèmes présentent une dérive extrêmement faible grâce à des gyroscopes ultra-stables, à un contrôle thermique rigoureux et à un étalonnage approfondi. Ils sont utilisés dans les sous-marins, les missiles, les engins spatiaux et les missions de navigation autonomes de longue durée.
En définitive, le choix IMU appropriée IMU de la précision de navigation requise, de la durée de la mission, des conditions environnementales et du coût. Adapter les performances du capteur à l’application garantit un équilibre optimal entre performances, fiabilité et complexité du système.
