Résumé
Une unité de mesure inertielle (IMU) combine les accélérations linéaires d'un accéléromètre et les rotations d'un gyroscope pour fournir des paramètres de navigation et des informations de mise à jour de position. La précision de ces paramètres est influencée par un certain nombre d'erreurs qui sont fonction du temps. Ceci est une brève explication de ces erreurs de précision de l'IMU et de leurs définitions.
Erreurs du gyroscope
Stabilité du biais
La stabilité du biais (ou instabilité du biais) est définie comme la dérive de la mesure par rapport à sa valeur moyenne du débit de sortie. La mesure de stabilité du biais vous indique la stabilité de la sortie du gyroscope sur une certaine période de temps. Le biais peut être caractérisé comme la répétabilité du biais (variation sur différents cycles de l'IMU) ou la stabilité du biais (variation au cours d'une seule opération de l'IMU).
Marche aléatoire à angle
Les gyroscopes MEMS présenteront un bruit blanc à haute fréquence dû aux réactions thermoélectriques. Ce bruit aléatoire est une source d’erreur de signal supplémentaire qui ne peut pas être modélisée par étalonnage. Cette marche aléatoire provoque une croissance des erreurs proportionnelle à la racine carrée du temps.
Erreurs d'étalonnage
Le terme « erreurs d'étalonnage » fait référence aux erreurs dans les facteurs d'échelle, les alignements et les linéarités des gyroscopes. De telles erreurs ont tendance à produire des erreurs lorsque l'appareil tourne. Ces erreurs peuvent entraîner une dérive supplémentaire.
Erreurs d'accéléromètre
Biais constant
Le biais d'un accéléromètre est le décalage de son signal de sortie par rapport à la valeur réelle de l'accélération. Une erreur de biais constante provoque une erreur de position qui augmente avec le temps. Il est possible d'estimer le biais en mesurant la moyenne à long terme de la sortie de l'accéléromètre lorsqu'il ne subit aucune accélération. Cependant, il y a la gravité agissant sur l'accéléromètre qui apparaîtra comme un biais. Il est nécessaire de connaître l'orientation précise du dispositif par rapport au champ gravitationnel afin de mesurer le biais. En pratique, cela peut être réalisé par étalonnage et mesure d’orthogonalité.
Marche aléatoire à vitesse
Les sorties d'un accéléromètre sont influencées par le bruit des capteurs électroniques. Cette erreur de bruit blanc croît proportionnellement à la racine carrée du temps. Ce bruit blanc à la sortie d'un accéléromètre crée une marche aléatoire de vitesse, généralement spécifiée en unités m/s/√h.
Facteur d'échelle
Le facteur d'échelle est la relation entre l'entrée de l'accéléromètre et la sortie réelle du capteur pour la mesure. Le facteur d'échelle, exprimé en ppm, est donc la croissance linéaire de la variation d'entrée par rapport à la mesure réelle.
ERV
L'erreur de rectification des vibrations (VRE) est la réponse d'un accéléromètre à la rectification du courant dans le capteur, provoquant un décalage du décalage de l'accéléromètre. Il peut s'agir d'une erreur cumulative importante, qui se propage avec le temps et peut conduire à une surcompensation en stabilisation. Le VRE dépend fortement du profil de vibration subi par l'accéléromètre et de la plage à pleine échelle du capteur. VRE est plus actif dans les environnements très dynamiques.
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