Inertial Navigation System

1 848 vues

Publié le

2nd year of preparatory classes

Oral presentation of our project about the inertial navigation

0 commentaire
1 j’aime
Statistiques
Remarques
  • Soyez le premier à commenter

Aucun téléchargement
Vues
Nombre de vues
1 848
Sur SlideShare
0
Issues des intégrations
0
Intégrations
10
Actions
Partages
0
Téléchargements
42
Commentaires
0
J’aime
1
Intégrations 0
Aucune incorporation

Aucune remarque pour cette diapositive

Inertial Navigation System

  1. 1. BOURGEOIS Xavier DAUBRY Mathieu KADERBAY Kamil MOENNERMaxime Spé D Spé D Spé D Spé B LA NAVIGATION PAR INERTIE Groupe 37 Professeur Accompagnateur : Mr LORRAIN
  2. 2. Introduction Quels sont les principes de lanavigation par inertie, ainsi que ses applications ?
  3. 3. PLAN I – Généralités sur les capteurs inertiels a) Histoire b) Différents types de capteurs c) Applications II – Projet d’application a) Objectif et cahier des charges b) Choix retenus c) Problèmes rencontrés et solutions Quels sont les principes de la navigation par inertie, ainsi que ses applications ?
  4. 4. I – Généralités sur les 1852 : Création du gyroscope par Léon Foucault capteurs inertiels a) Histoire Vers 1950 : début de la production d’accéléromètres et gyromètres par la SAGEM b) Différents Types de capteurs Années 60 : Charles Stark Draper devient le « père de c) Applications la navigation inertielle » (mission Apollo)II – Projet Vers 1968 : Développement du gyromètre F et de son accéléromètre parent par P. Laurent d’application 1978 : 1ère utilisation de centrale inertielle à gyrolaser Quels sont les principes de la navigation par inertie, ainsi que ses applications ?
  5. 5. Les AccéléromètresI – Généralités sur les capteurs inertiels 1.Définition 2. Critères de choix a) Histoire 3. Utilisations Vue microscopique d’un b) Différents Système masse-ressort accéléromètre MEMS Types de capteurs c) ApplicationsII – Projet d’application Quels sont les principes de la navigation par inertie, ainsi que ses applications ?
  6. 6. Les AccéléromètresI – Généralités sur les 1. Définition capteurs inertiels 2.Critères de choix a) Histoire 3. Utilisations b) Différents Types de capteurs - Sensibilité : Niveau d’accélération c) Applications - Bande passante - Le nombre d’axes - La technologie du capteurII – Projet - L’électronique embarquée d’application Quels sont les principes de la navigation par inertie, ainsi que ses applications ?
  7. 7. Les AccéléromètresI – Généralités sur les 1. Définition capteurs inertiels 2. Critères de choix a) Histoire 3.Utilisations b) Différents Types de capteurs - Les chocs c) Applications - Les accélérations vibratoiresII – Projet d’application - Les accélérations de mobiles Quels sont les principes de la navigation par inertie, ainsi que ses applications ?
  8. 8. Les GyromètresI – Généralités sur les capteurs inertiels Gyromètre ou gyroscope ? a) Histoire b) Différents Types de capteurs Gyromètre : mesure de vitesses de rotation c) Applications Gyroscope : mesure d’anglesII – Projet d’application Quels sont les principes de la navigation par inertie, ainsi que ses applications ?
  9. 9. Les GyromètresI – Généralités sur les capteurs inertiels Différents type de gyromètres a) Histoire - Optique b) Différents - Mécanique - Equivalent Types de capteurs c) Applications a2II – Projet a1 d’application ω = k (a2 – a1) Quels sont les principes de la navigation par inertie, ainsi que ses applications ?
  10. 10. Les GyromètresI – Généralités sur les capteurs inertiels Différents type de gyromètres a) Histoire - Optique b) Différents - Mécanique - Equivalent Types de capteurs c) ApplicationsII – Projet d’application ω = k (a2 – a1) Quels sont les principes de la navigation par inertie, ainsi que ses applications ?
  11. 11. Le SegwayI – Généralités sur les capteurs inertiels a) Histoire b) Différents Types de capteurs Platine principale avec le radiateur, surmontée de la carte des capteurs c) ApplicationsII – Projet d’application Quels sont les principes de la navigation par inertie, ainsi que ses applications ?
  12. 12. SmartphonesI – Généralités sur les capteurs inertiels a) Histoire b) Différents Types de capteurs c) Applications Appareils photosII – Projet d’application Quels sont les principes de la navigation par inertie, ainsi que ses applications ?
  13. 13. Guidage des fuséesI – Généralités sur les capteurs inertiels a) Histoire b) Différents Types de capteurs Altitude en fonction du temps de vol c) ApplicationsII – Projet d’application Quels sont les principes de la navigation par inertie, ainsi que ses applications ?
  14. 14. L’horizon artificiel en aéronautiqueI – Généralités sur les capteurs inertiels a) Histoire b) Différents Types de capteurs c) Applications Roulis TangageII – Projet d’application Lacet Quels sont les principes de la navigation par inertie, ainsi que ses applications ?
  15. 15. L’horizon artificiel en aéronautiqueI – Généralités sur les capteurs inertiels a) Histoire b) Différents Types de capteurs c) ApplicationsII – Projet d’application Axe de tangage Axe de roulis Coupe d’horizon artificiel d’avion Quels sont les principes de la navigation par inertie, ainsi que ses applications ?
  16. 16. I – Généralités sur les capteurs inertielsII – Projet d’applicationa) Objectif et cahier des chargesb) Choix retenusc) Problèmes rencontrés et Calcul de la trajectoire d’un piéton grâce à solutions des accéléromètres et des gyromètres Quels sont les principes de la navigation par inertie, ainsi que ses applications ?
  17. 17. Réponses au cahier des chargesI – Généralités sur les capteurs inertielsII – Projet d’application - Fréquence d’échantillonnagea) Objectif et cahier - Choix des capteurs des charges - Type de traitementb) Choix retenus - Limitesc) Problèmes rencontrés et solutions Quels sont les principes de la navigation par inertie, ainsi que ses applications ?
  18. 18. Le matérielI – Généralités sur les capteurs inertiels Accéléromètres GyromètresII – Projet d’application Filtre Passe - bas Filtre Passe - basa) Objectif et cahier des charges ADC Analog-to-Digital Converterb) Choix retenusc) Problèmes Microcontrôleur rencontrés et solutions ASCII American Standard Code for Information Interchange Quels sont les principes de la navigation par inertie, ainsi que ses applications ?
  19. 19. Système d’acquisition
  20. 20. Traitement de l’information sur le microcontrôleurI – Généralités sur les capteurs inertiels Acquisition ADCII – Projet d’application Accéléromètre Gyromètre X Y Z X Y Za) Objectif et cahier des charges Conversionb) Choix retenus Entier -> ASCIIc) Problèmes rencontrés et solutions Traitement sur PC Quels sont les principes de la navigation par inertie, ainsi que ses applications ?
  21. 21. Traitement de l’information sur le PCI – Généralités sur les capteurs inertiels LectureII – Projet d’application Conversion Conversion ASCII -> accélération ASCII -> vitesse de rot.a) Objectif et cahier Intégration des charges vitesse de rot. -> angleb) Choix retenus Matrice de rotation Accélération absoluec) Problèmes rencontrés et Intégration solutions Position absolue Ecriture ASCII Quels sont les principes de la navigation par inertie, ainsi que ses applications ?
  22. 22. Problèmes survenus Solutions réaliséesI – Généralités sur les Erreur d’offset Mesure, puis suppression à capteurs inertiels l’initialisation du programmeII – Projet Bruit Filtre passe bas RC, tests de d’application filtres numériques non satisfaisantsa) Objectif et cahier Interface carte SD Remplacement par une liaison des charges Série Calibration des gyromètres Moteur pas à pas commandé parb) Choix retenus une horloge à quartz Calibration des Mesure de Gc) Problèmes accéléromètres rencontrés et solutions Code microcontrôleur Utilisation d’un kit de développement bien documenté Quels sont les principes de la navigation par inertie, ainsi que ses applications ?
  23. 23. ConclusionI – Généralités sur les capteurs inertielsII – Projet d’application Accéléromètre soudé Circuits imprimés Quels sont les principes de la navigation par inertie, ainsi que ses applications ?
  24. 24. RemerciementsM. Lorrain Analog DevicesM. Pillonnet Texas InstrumentsM. Gaillardon MaximM. Joly
  25. 25. Merci de votre attention
  26. 26. Annexe : Angles d’EulerX Y ZTangage Roulis LacetPitch Roll YawRotation propre Nutation Précession
  27. 27. Annexe : Matrices de rotation
  28. 28. Annexe : Principe d’un ADC
  29. 29. Annexe : Caractéristiques de l’Accéléromètre ADXL335 Parameter Typ. Value Unit Measurement Range ±3 to ±3.6 g Nonlinearity ±0.3 % Package Alignment Error ±1 Degrees Interaxis Alignment Error ±0.1 Degrees Cross-Axis Sensitivity ±1 % Sensitivity 300±30 mV/g 0 g Offset vs. Temp. ±1 mg/°C Noise Density XOUT, YOUT 150 μg/√Hz rms Noise Density ZOUT 300 μg/√Hz rms Bandwidth (No-filter) 550 Hz Sensor Resonant Frequency 5.5 kHz Operating Voltage Range 1.8 to 3.6 V Operating Temp. Range −40 to +85 °C
  30. 30. Annexe : Caractéristiques du Gyromètre LYPH540AHParameter Typ. Value UnitMeasurement range ± 400 or ±1600 dpsSensitivity 0.8 or 3.2 mV/dpsZero-rate level 1.5 VZero rate offset vs. temp. 0.08 dps/°CBandwidth 140 HzRate noise density 0.02 dps/√ HzSupply voltage 2.7 to 3.6 VOperating temp. range -40 to +85 °C
  31. 31. Annexe : Calibration du Gyromètre
  32. 32. Annexe : Bus SPI
  33. 33. Annexe : Accéléromètre Optique

×