Centrale inertielle
Une centrale inertielle est un instrument utilisé en navigation, capable d'intégrer les mouvements d'un mobile (accélération et vitesse angulaire) pour estimer son orientation (angles de roulis, de tangage et de cap), sa vitesse linéaire et sa position.
Elle comporte six capteurs très précis :
trois gyromètres mesurant les trois composantes du vecteur vitesse angulaire (vitesses de roulis, de tangage et de lacet) en degrés/seconde;
trois accéléromètres mesurant les trois composantes du vecteur force spécifique. La force spécifique est la somme des forces extérieures autres que gravitationnelles divisée par la masse. Cette quantité a donc la dimension d'une accélération mais, contrairement à ce que suggère le nom de l'instrument de mesure, il ne s'agit pas exactement d'une accélération.
Le calculateur de la centrale inertielle réalise l'intégration en temps réel, uniquement à partir des mesures de ses six capteurs :
des angles d'attitude (roulis, tangage et cap) ;
du vecteur vitesse ; et de la position.
Compte-tenu des erreurs de mesures (offsets des gyromètres, bruits sur les grandeurs mesurées), un filtrage des mesures brutes s'impose si on ne veut pas cumuler des petites erreurs et faire diverger les calculs d'angles et de position.
L'algorithme utilisé pour reconstruire les angles est appelé fusion de données (ou filtre de Kalman). Il permet de compenser les offsets des accéléromètres et les bruits des gyromètres et accéléromètres.
Ce capteur est constitué d'une puce MEMS très précise avec une conversion analogique-digitale sur 16 bits simultanée sur chaque canal et une interface I2C (400 kHz).
Le capteur possède un DMP (Digital Motion Processor) capable de faire des calculs rapides directement sur la puce à partir des mesures brutes du capteur (c'est ce DMP qui réalise le filtrage en temps réel).
Les réglages effectués dans le logiciel permettent d'obtenir une précision
en accélération de 0.0024 m.s-2 environ
en vitesse angulaire de 0.49 °/s