MRU – Centrale d'Attitude et de Mouvement

L'unité de référence de mouvement (MRU) est un système de capteurs conçu pour mesurer et signaler les mouvements dynamiques d'un objet, en particulier dans les environnements marins et aérospatiaux. Ces unités fournissent des données sur les mouvements de roulis, de tangage et de pilonnement, qui sont cruciales pour la navigation, la stabilisation et l'efficacité opérationnelle. Les MRU utilisent des technologies de capteurs avancées pour fournir des données de mouvement de haute précision en temps réel.

Ces dispositifs trouvent leur application dans divers navires, y compris les navires et les aéronefs, ainsi que dans les plates-formes industrielles, où ils contribuent au maintien de la sécurité opérationnelle dans des conditions de mouvement constant.

Une MRU est parfois appelée système de référence d'attitude et de cap (AHRS) ou unité de référence verticale (VRU), mais elles ont des objectifs différents. Un AHRS fournit une orientation 3D complète, y compris le cap, et les ingénieurs l'utilisent fréquemment pour la navigation. Une unité de référence de mouvement se concentre sur la dynamique du mouvement, en particulier le mouvement vertical tel que le pilonnement. Les opérateurs l'utilisent souvent pour la stabilisation marine et la compensation de mouvement.

Pour optimiser les performances du pilonnement :

• Placez le capteur près du centre de rotation et définissez clairement le point d'intérêt, par exemple en le montant directement sur le sonar MBES à l'aide d'un « Point de surveillance ». Notez que seules les mesures de pilonnement peuvent être transférées ; la surtension et le balancement doivent rester mesurés au niveau de l'IMU.
• Vous pouvez également positionner le capteur dans un endroit plus accessible ou plus près du point d'intérêt. Configurez ensuite correctement le bras de levier principal (COR) et le point de contrôle.

Technologies derrière les MRU

Le composant fondamental d'une MRU est l'unité de mesure inertielle (IMU), qui comprend des gyroscopes et des accéléromètres. Les gyroscopes sont des instruments qui détectent la rotation autour de différents axes et fournissent des données de vitesse angulaire précises.

Les MRU haut de gamme utilisent fréquemment des gyroscopes à fibre optique ou à laser annulaire pour garantir une stabilité et une précision optimales. Les accéléromètres sont capables de mesurer l'accélération linéaire, permettant ainsi le suivi du mouvement le long des axes X, Y et Z. La majorité des MRU intègrent également la technologie GNSS afin d'améliorer la précision et la stabilité de la position.

Les corrections RTK et GNSS différentiel affinent davantage le suivi du mouvement en réduisant les erreurs de signal. L'utilisation d'algorithmes avancés de fusion de données par une unité de référence de mouvement est essentielle à la consolidation des entrées de capteurs en une sortie unifiée et cohérente. Les filtres de Kalman suppriment le bruit et améliorent la précision des mesures sur tous les paramètres de mouvement.

Les algorithmes de fusion de capteurs combinent les données du gyroscope, de l'accéléromètre et du GNSS pour garantir un suivi de mouvement plus fiable.

Applications des centrales d'attitude et de cap

Dans les applications marines, une centrale d'attitude aide à stabiliser les navires et à améliorer les systèmes de positionnement dynamique. De plus, elles aident à la rectification du mouvement du navire pendant les levés hydrographiques, améliorant ainsi la précision de la cartographie des fonds marins. Dans le domaine de l'ingénierie aérospatiale, les MRU jouent un rôle essentiel dans le contrôle des UAV, la stabilité des aéronefs et la gestion de l'orientation des satellites.

Les industries offshore et sous-marines utilisent des MRU pour guider les ROV et stabiliser les plateformes de forage. Dans le domaine du génie civil, les MRU jouent un rôle essentiel dans la surveillance des mouvements structurels et le guidage des équipements de précision sur les sites dynamiques. Ces unités fonctionnent de manière continue, fournissant ainsi des données qui soutiennent la sécurité, la précision et l'efficacité du fonctionnement. Au fur et à mesure que la technologie progresse, les MRU ou les VRU continueront d'évoluer afin de répondre à la demande croissante de données de mouvement précises.

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Quelle est la différence entre une IMU et un INS ?

La différence entre une unité de mesure inertielle (IMU) et un système de navigation inertielle (INS) réside dans leur fonctionnalité et leur complexité.
Une IMU (unité de mesure inertielle) fournit des données brutes sur l'accélération linéaire et la vitesse angulaire du véhicule, mesurées par des accéléromètres et des gyroscopes. Elle fournit des informations sur le roulis, le tangage, le lacet et le mouvement, mais ne calcule pas la position ou les données de navigation. L'IMU est spécifiquement conçue pour relayer des données essentielles sur le mouvement et l'orientation pour un traitement externe afin de déterminer la position ou la vitesse.
D'autre part, un INS (système de navigation inertielle) combine les données de l'IMU avec des algorithmes avancés pour calculer la position, la vitesse et l'orientation d'un véhicule au fil du temps. Il intègre des algorithmes de navigation comme le filtrage de Kalman pour la fusion et l'intégration des capteurs. Un INS fournit des données de navigation en temps réel, y compris la position, la vitesse et l'orientation, sans dépendre de systèmes de positionnement externes comme le GNSS.
Ce système de navigation est généralement utilisé dans les applications qui nécessitent des solutions de navigation complètes, en particulier dans les environnements où le GNSS est inaccessible, comme les drones militaires, les navires et les sous-marins.

Centrale de mesure inertielle

Définition d'une centrale de mesure inertielle :
Une centrale de mesure inertielle (IMU) est un dispositif électronique qui mesure et rapporte la force spécifique, la vitesse angulaire et parfois le champ magnétique d'un corps en utilisant une combinaison de capteurs :
– Accéléromètres → mesurent l'accélération linéaire.
– Gyroscopes → mesurent la vitesse angulaire (taux de rotation).
– Magnétomètres (en option) → mesurent l'orientation par rapport au champ magnétique terrestre.
En traitant ces données, une IMU fournit des informations sur l'orientation, la vitesse et le mouvement. Elle est largement utilisée dans les systèmes de navigation (aérospatiale, marine, défense, robotique, automobile, etc.), en particulier dans les environnements où les signaux GPS ne sont pas disponibles ou peu fiables.