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Gammes d'IMU
Une unité de mesure inertielle (IMU) se compose 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 catégories de performance en fonction des caractéristiques d'erreur des capteurs plutôt que de leur construction mécanique. Ces catégories d'IMU déterminent la précision de navigation atteignable, le taux de dérive et l'environnement opérationnel.
Les spécifications d'IMU les plus importantes 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 largeur de bande et la sensibilité à la température. Le biais du gyroscope influence directement l'estimation de l'attitude, tandis que le biais de l'accéléromètre produit une dérive de position après une double intégration.
L'erreur de position suit approximativement :
où ba est la dérive de l'accéléromètre et t le temps écoulé.
IMU pour l'automobile
Une IMU automobile privilégie le coût, la robustesse et la fabrication en grande série. Un capteur IMU pour l'automobile prend généralement en charge la dynamique du véhicule, le contrôle électronique de la stabilité, l'estime est son suivi, ainsi que les systèmes avancés d'aide à la conduite. Une IMU de qualité automobile offre une précision suffisante pour les pannes GNSS de courte durée tout en maintenant une faible consommation d'énergie.
IMU de qualité industrielle
L'IMU de qualité industrielle offre une stabilité de dérive accrue et une meilleure résistance environnementale. Comprendre la signification de la qualité industrielle aide les ingénieurs à concilier performances, fiabilité et coût pour la robotique, la cartographie, le secteur maritime et les systèmes d'automatisation. Lorsqu'on s'interroge sur la définition de la qualité industrielle, la réponse renvoie généralement à des capteurs conçus pour fonctionner en continu dans des conditions industrielles exigeantes.
IMU de classe tactique
Une IMU de qualité tactique offre une instabilité de dérive nettement inférieure, souvent inférieure à 1°/h pour les gyroscopes, permettant une navigation précise lors d'opérations prolongées en milieu privé de GNSS.
La technologie moderne des IMU MEMS pour la navigation a réduit l'écart de performance entre les systèmes traditionnels à fibre optique et les dispositifs MEMS.
IMU de classe navigation
Une IMU de qualité navigation intègre des capteurs de précision dotés d'algorithmes avancés de calibration et de compensation afin de réduire au minimum les erreurs déterministes et stochastiques. Ces systèmes prennent généralement en charge les véhicules autonomes, l'hydrographie, la levée aéroportée et les applications de défense.
IMU de qualité stratégique
La catégorie aux performances les plus élevées est l'IMU de classe stratégique ou le capteur inertiel de classe stratégique. Ces systèmes atteignent une dérive extrêmement faible grâce à des gyroscopes ultra-stables, un contrôle thermique rigoureux et un étalonnage poussé. Ils prennent en charge les missions de navigation autonome des sous-marins, des missiles, des engins spatiaux et de longue durée.
En fin de compte, la sélection de l'IMU appropriée dépend de la précision de navigation requise, de la durée de la mission, des conditions environnementales et du coût. L'adéquation entre les performances du capteur et l'application garantit l'équilibre optimal entre performance, fiabilité et complexité du système.
