Comment fonctionne un IMU ?
Les IMU peuvent mesurer une variété de facteurs, y compris la vitesse, la direction, l’accélération, la force spécifique, le taux angulaire et (en présence d’un magnétomètre), les champs magnétiques entourant le dispositif.
Chaque outil d’un IMU est utilisé pour capturer différents types de données :
– Accéléromètre : mesure la vitesse et l’accélération
– Gyroscope : mesure la rotation et le taux de rotation
– Magnétomètre : établit la direction cardinale (cap directionnel)
Les IMU combinent les entrées de plusieurs types de capteurs différents afin de sortir le mouvement avec précision.
À quoi sert un IMU ?
Vous voyez couramment des IMU utilisés dans des dispositifs de navigation ou comme composants d’équipements de navigation, tels que :
– Les aéronefs pilotés et sans pilote. Un ordinateur connecté (ou embarqué) peut utiliser les mesures d’une IMU pour calculer l’altitude et la position relative à un cadre de référence, ce qui les rend excessivement utiles dans les applications aéronautiques.
– Systèmes de positionnement GPS Les IMU servent de complément aux systèmes de positionnement GPS, permettant à l’appareil de navigation de continuer avec une position et un cap estimés s’il perd la connexion satellite.
Au delà de leurs applications évidentes dans le domaine de la navigation, vous pouvez appliquer une IMU dans presque tous les domaines où la détection de mouvement entre en jeu :
– La plupart des smartphones, tablettes et appareils de suivi de la condition physique contiennent une IMU à faible coût
– Les IMU interviennent dans les applications d’entraînement sportif qui doivent mesurer, par exemple, l’angle et la force précis d’un swing au golf ou au baseball.
– Les IMU pilotent les systèmes d’auto-équilibrage des appareils de transport personnel comme les Segways et les hoverboards.
Inconvénients des IMU
Le principal inconvénient d’un IMU est qu’ils sont sujets à des erreurs qui s’accumulent avec le temps, également appelées « dérive ». Comme l’appareil mesure toujours les changements par rapport à lui-même (et non par triangulation par rapport à un dispositif extérieur absolu ou connu), l’IMU arrondit constamment de petites fractions dans ses calculs, qui s’accumulent avec le temps. Laissées sans correction, ces minuscules imprécisions peuvent s’ajouter à des erreurs importantes.
Pour autant, lorsqu’ils sont couplés à une technologie de correction ou à un opérateur humain, les IMU peuvent être un complément bénéfique aux autres capteurs. Dans les applications de précision, vous pouvez suspendre les capteurs à des amortisseurs pour atténuer les erreurs ainsi que pour protéger l’unité.
Les capteurs IMU expliqués
Les IMU sont des dispositifs de détection qui intègrent au moins deux (et souvent trois) types de capteurs pour mesurer l’emplacement d’un dispositif hôte dans un espace tridimensionnel. Elles constituent un complément précieux au GPS ou à d’autres technologies de navigation. En outre, ils sont présents dans une grande variété d’appareils électroniques grand public qui contiennent des capteurs de mouvement (comme les smartphones).
Dans la plupart des applications grand public, la dérive a une importance négligeable puisqu’une IMU ne nécessite pas un haut degré de précision à long terme. Dans les applications plus précises, les utilisateurs doivent s’assurer de la précision des relevés du capteur et édicter des contrôles occasionnels pour corriger la dérive, en particulier dans le positionnement.