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Bonjour,
tout d'abord, pour répondre à une partie de la question initiale, sur les centrales inertielles.
Si on considère l'orientation parfaitement connue (ce qui est rarement le cas), alors on a la vitesse qui est l'intégrale de l'accélération (mesurée par l'accéléromètre), et la position qui est l'intégrale de la vitesse.
Si on connaît l'accélération exacte (a_mes=a_réel), alors on obtient la posiiton exacte (x_est=x_reel).
Si en revanche il y a un offset : a_mes=a_réel+a_offset, alors on a v_est=v_réel + a_offset*t et x_est=x_réel + a_offset * t²/2. Donc tu as une dérive proportionnelle au temps au carré. Avec une bonne qualibration (et/ou un très bon accéléromètre calibré en usine), tu peux avoir un offset très petit, mais jamais nul : sur le temps (très) long, tu aura forcément cette erreur en t²
Si on suppose qu'on a parfaitement calibré l'accéléromètre, alors il n'y a pas d'offset, mais il reste un bruit aléatoire sur l'accélération. Si mes souvenirs sont bons, ça donne une erreur en E*t*racine_carrée(t) sur la position, avec E d'autant plus grand que ton accéléromètre est de mauvaise qualité. Tu peux avoir E petit en y mettant le prix, mais jamais nul.
Enfin, ton orientation ne sera jamais parfaite, et vu qu'un accéléromètre mesure l'accélération - g (où g=9.81m/s² est l'accélération de la pesanteur), si tu as une erreur d'orientation infime, tu progètes une partie des 9.81m/s² sur le mauvais axe, ce qui fait vite une très grosse erreur.
Donc pour conclure, intrinsèquement, une centrale inertielle déviera toujours au fil du temps (si tu n'as aucune information absolue même peu précise pour compenser). En revanche, avec une bonne centrale inertielle, tu peux espérer garder une précision satisfaisante "relativement" longtemps.
Tout dépends du budget que tu as : j'ai entendu dire que les américains travaillaient sur des missiles inter-continantaux guidés uniquement par centrale inertielle (pour ne pas être affecté par un éventuel brouillage GPS), et que certains sous marins militaires navigaient à la centrale inertielle pendant plusieurs semaines. Après, on parle là de centrales inertielles qui doivent coûter des centaines de millier d'euros pièce, voir plus.
Avec un IMU d'une carte de développement à 20€, immobile, calibré pendant 20 minutes,j'avais une dérive de 1km en 30 minutes.
Donc pour l'utilisation d'une centrale inertielle, je dirais que se posent 3 questions :
- quelle durée d'utilisation avant remise à zéro (quelques secondes, c'est facile; quelques minutes, il faut étudier en détail ; quelques heures : prévois un prix à 5 chiffres)
- quelle précision est nécessaire à la fin de la durée?
- quel est ton budget? 20€? 100€? 1k€? 10k€? 100k€?
Globalement, avec le peu d'infos que j'ai, je penses pas que la centrale inertielle seule soit la bonne solution (en revanche, une centrale inertielle complété par une information peu précise mais sans dérive peut offrir de très bon résultats).
Sinon, pour mieux pouvoir répondre à ton problème, il faudrait que tu nous en dises plus :
1) veux tu tracker ton objet dans l'espace "absolut", ou relativement à un autre objet?
2) où peut-on rajouter de l'équippement? Sur l'objet à traquer? Dans la pièce? Sur un éventuel "autre objet" qui doit tracker le premier?
3) quelle est la taille de la zone où l'objet se déplace?
4) quelle est la précision souhaitée/minimale?
5) quel est le budget (tu parles de "large budget", mais s'agit-il de 50€ ou de 50 000€? selon la réponse, on ne te proposera pas les mêmes solutions)
6) tu demandes qu'il n'y ait pas d'ondes électromagnétiques, mais pourrais-tu être plus précis? Des ondes électromagnétiques, il y en a plein de toute façon : lumière visible, rayonnement infra-rouge, si tu n'est pas loin sous terre radio FM/AM, probablement ondes de transmission téléphonique (3G,4G, ...), ondes électromagnétiques émises par tes circuits électroniques, ... Et je ne connais pas d’équipement de mesure qui soit sensible à toute la gamme des ondes électromagnétiques. Donc quelle est la gamme de fréquences que tu souhaites éviter?
7) les ondes "sonores" (mécaniques) sont-elles possibles (ultra-sons par exemple)
8) l'environnement est-il parfaitement connu
9) "qui" doit connaître la position de l'objet en mouvement? L'objet en mouvement lui-même? Un autre objet mobile? Une installation fixe dans la pièce?
Bref, si tu veux qu'on t’oriente vers la meilleurs solution, il nous faut d'abord cerner précisément le problème.
Bonne journée
Sandro
Bonjour,
Je te remercie beaucoup pour ta réponse très développée et intéressante.
Pour clarifier le besoin, il est souhaité de pouvoir suivre le déplacement d'un objet dans un environnement complexe à partir d'une position initiale. J'entends par complexe un environnement composé d'objets encombrants autour et avec des restrictions sur l'utilisation d'ondes wifi/bluetooth... (du à des réglementations).
L'objet (qui sera sans doute l'IMU) partira d'une position de référence connu (type : coin inférieur gauche de la face de l'armoire) qui sera transmit à ceux qui traiteront les données du déplacement de l'objet. Son chemin sera échelonné de points d'arrêts (de plusieurs heures).
Pour répondre à tes questions, nous avons trouvé une solution pour effectuer des remises à zéros assez régulièrement (toutes les 5-10 secondes environs, max 20 secondes).
La précision souhaité serait de l'ordre du centimètre (pas plus de 5 cm pour une mesure de 5 secondes). Au niveau du budget nous pouvons aller vers 1k maximum, bien que je pense que dans mon cas cela ne soit pas nécessaire d'avoir un tel budget.
Au niveau des questions numérotées :
1. Je souhaite tracker dans l'espace absolu
2. Rajouter de l'équipement est compliqué sachant que l'environnement est inconnu et bien souvent avec des configurations complexes (en zone collaborative, avec beaucoup d'objets autour...)
3. La taille peut aller de 10 à 30 mètres.
4. Erreurs souhaitée de 5 cm au maximum.
6. Il y a également la raison des restrictions de la zone de travail qui préfère éviter au maximum les ondes électromagnétiques.
7. Oui elles sont possibles mais semble difficile à mettre en place au vu de la configuration de l'environnement : Zone collaborative et beaucoup d'objets autour de l'objet à localiser.
8. Non l'environnement est inconnu.
9. La position de l'objet sera juste enregistrer dans l'ordinateur pour avoir un suivi du chemin de l'objet.
Au vu de toutes ces conditions je pense également que l'utilisions d'un IMU seul semble la meilleur solution sachant que les remises à zéros seront très régulière (toutes les 5-10 secondes).
Cependant, je ne sais pas vraiment quel IMU acheté, dois-je en prendre un intégrant également un magnétomètre ? Un IMU low-cost fait-il l'affaire ? J'ai entendu dire que prendre un IMU plus cher ne changeait pas enormement sur la précision de ce dernier si ce n'est sa calibration.
Ainsi, dans mon cas est-il rentable de prendre un IMU qui serait de type low-cost 0-100 euros ou bien plus cher vers les 1k euros ?
Je suis conscient que mes explications ne soient pas très clair mais l'environnement de travail l'est également rendant les explications difficiles. En tout cas, je vous remercie pour le temps accordé à mon projet.
Bonne journée.
Bastien
