Centrale Inertielle IMU et récepteur GPS

Centrale inertielle IMU et récepteur GPS

ADMA signifie en anglais « Automotive Dynamic Motion Analyzer » littéralement traduit par Analyseur du mouvement de la dynamique véhicule. Cet acronyme réfère à une centrale inertielle ou IMU en anglais équipé d’un système de positionnement différentielles par satellites ( GPS ). Cette solution est particulièrement adaptée pour les tests et la mesure de la dynamique véhicule.

 

Ce capteur avancé et développé par la société GENESYS permet une mesure constante de la vitesse, l’accélération et la position d’un ou plusieurs véhicules en mouvement dans les 3 axes dimensionnels. Les informations caractéristiques de la dynamique véhicule telles que le tangage, roulis, l’angle de dérive, de dérapage, la vitesse angulaire… sont constamment et précisément mesurées par le système ADMA.

 

La solution GENESYS ADMA est particulièrement adaptée pour les cas d’applications nécessitant des mesures très précises et complètes tels que les essais sécuritaires.

Principe de fonctionnement des centrales inertielles IMU et récepteurs GPS

Grâce à notre sens de l’équilibre, nous orientons facilement nos déplacements et contrôlons nos déplacements facilement avec une extrême précision.

 

La solution de mesure ADMA est basée sur le même principe. Comme le fonctionnement de notre oreille interne, les accéléromètres intégrés dans la centrale inertielle mesurent le déplacement linéaire et créent une référence à l’accélération gravitationnelle. Trois gyroscopes positionnés en quadrature mesurent précisément en parallèle les mouvements de rotation. A partir de ces informations synchrones , les vitesses de déplacement, les positions et la localisation véhicule sont déterminées en temps réel par l’unité de traitement et le filtre Kalman avec une précision accrue de quelques centimètres.

 

Les dérives inhérentes aux informations issues des accéléromètres sont compensées en utilisant les données GPS. Ce mode de fonctionnement est comparable au traitement de notre cerveau. Celui-ci utilise les informations issues de notre vision en complément du sens de l’équilibre afin de corriger nos déplacements.

 

Ce mode de fonctionnement permet une robustesse des mesures, une perte de réception ou une interruption temporaire du signal GPS n’aura aucune interférence sur l’analyse des signaux. La latence importante de réception des signaux satellitaires et la dépendance des mesures des accéléromètres n’impactent pas la qualité des mesures.

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La solution de mesure

La solution ADMA basée sur des centrales inertielles corrigées par GPS a été optimisée pour les tests de la dynamique des véhicules tels que les essais de qualification véhicule en slalom ou sur anneau de vitesse. L’accélération gravitationnelle de la terre et sa rotation sont pris en compte pour une précision optimale des mesures.

 

Les unités ADMA n’ont pas de composants internes mobiles ce qui assurent une tolérance aux défauts, une efficacité et une robustesse importante.

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Solution de mesure DEWETRON - GENESYS

La dernière génération de modèle ADMA intègre la communication CAN ou Ethernet pour l’échange des données avec des systèmes d’acquisition tierces comme les solutions de mesure modulaire DEWETRON. Ce choix de protocole garantit une mise en œuvre et une intégration simple de ces systèmes avec des moyens d’essais automobiles d’autres fabricants.

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Exemple d’IHM pour l’exploitation des données

La société DEWETRON a notamment développé un complément à son logiciel OXYGEN afin de centraliser les données issues d’une ou plusieurs centrales ADMA (jusqu’à 6 ) synchronisées avec les systèmes DEWE2 pour étendre les fonctionnalités d’analyses.

Les déplacements, vitesses et accélérations relatifs entre véhicules munis de la solution ADMA sont calculées et visualisées via une cartographie libre dans le logiciel OXYGEN. Le profil physique de chaque véhicule peut également être librement configuré par l’utilisateur et pris en compte pour une analyse la plus précise possible.

Au cœur de la centrale inertielle IMU ADMA

  • 3 gyroscopes à fibre optique pour la mesure des mouvements de rotation dans l’espace,
  • 3 accéléromètres pour les mouvements linéaires,
  • Position absolue précisément déterminée grâce à un récepteur GPS couplé à la technologie WAAS ou RTK DGPS pour la correction des données,
  • DGPS récepteur inclus dans toutes les conceptions,
  • Récepteur GPS externe en option.

 

Les signaux GPS et ceux de la centrale inertielle sont analysées par un DSP et une unité de calcul FPGA pour analyser la vitesse, la position , les angles…

GPS-ADMA

Les cas d’applications

Les modèles des solutions inertielles\GPS ADMA ont des applications différentes  selon les capteurs internes utilisés. Les versions de hautes précisions sont moins sensibles aux interférences ou pertes GPS. Tous les modèles sont disponibles avec différents niveaux de précision, du récepteur simple bande L1 d’une précision de plusieurs mètres au récepteur L1\L2 couplé RTK d’une précision de quelques centimètres.

L’unité ADMA Base

ADMA Speed
Solution ADMA Speed

La solution ADMA Base est un capteur de vitesse et de distance avec une centrale inertielle IMU intégrée et un récepteur GPS. Sa conception est optimisée pour les essais de freinage automobile ou ferroviaire. Afin de faciliter son installation, les capteurs inertiels sont intégrés à une antenne GPS. Toutes les données du mouvement véhicule sont calculées par le système. Dans sa version de base, les informations de décélération, accélération, la distance de freinage et la position sont transmises en sortie CAN ou Ethernet. Cette solution répond aux inconvénients des systèmes de mesure basée uniquement sur une réception GPS. Cette solution compacte ( 110 cm de largeur sur 130 cm de longueur ) , légère ( 750 grammes ) , IP 68 se transporte et s’installent facilement dans tous types de véhicules.

6 versions des solutions ADMA sont disponibles selon les contraintes et le niveau de performance souhaités :

  • Résolution angulaire du tangage,
  • Roulis (de 0.00004 °/s à 0.025 °/s),
  • Dérive des mesures sans réception GPS ,
  • Centrale inertielle IMU à fibre optique,
  • Précision de positionnement (de 0.01 m à 2 m… ).

 

Découvrez toutes les références et les spécifications techniques des centrales inertielles IMU ADMA développées par GENESYS.

Les solutions ADMA selon le niveau de précision et les options de corrections des données sont utilisées dans de nombreux cas d’applications :

 

  • Test et validation de la dynamique générale des véhicules
  • Test et validation véhicule selon des normes de références. Ex: test ISO de lacet ou changement de voie, test circulaire à l’état d’équilibre, etc…
  • Essai freinage / accélération
  • Mesure de la dérive de piste
  • Mise au point châssis
  • Validation de solution ADAS ou Système d’aide à la conduite ( ACC, FCW, AEB, LDW, LKA )
  • Certification ISO 26262 pour les systèmes ABS et ESP.
  • Evaluation de système embarqué de positionnement ou localisation
  • Validation du confort véhicule
  • Essai en roulage sur piste ou routes publiques
  • Aide à la navigation de solution de pilotage automatisée
  • Validation de modèle de simulation véhicules
  • Test de freinage ou anti-collision pour véhicule autonome

Références

Les unités ADMA sont reconnues comme des références dans le monde entier depuis plus de 25 ans. Membre de l’alliance DTA en association avec DEWETRON , Stähle et TU Dresden afin de proposer une solution complète et clé en main de test de la dynamique véhicule.