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La gamme xNAV associe la technologie GNSS aux centrales inertielles de haute performance, pour offrir une solution de navigation compacte et légère

Une centrale inertielle est composée d’un cœur, appelée IMU (Inertial Motion Unit) qui comprend des accéléromètres et des gyroscopes pour fournir les données brutes inertielles (accélérations et vitesses de rotation sur 3 axes). Associé à un calculateur et une carte GNSS, ce cœur inertiel permet le calcul des données d’orientation (cap, roulis, tangage, lacet, pilonnement pour un navire ou slip angle pour un véhicule, ainsi qu’une position. Grâce au filtre de Kalman interne, une centrale inertielle INS (Inertial Navigation System) optimise et calcule en temps réel les données d’orientation, de cap, roulis, tangage et angles de dérive et positions, même dans des conditions difficiles pour le GNSS (canyons urbains, forêt, milieu sous-marin).

Il existe 3 grandes classes de centrale inertielle :

  1. Les centrales inertielles de très haut de gamme
    • Les centrales inertielles de très haut de gamme sont généralement volumineuses, lourdes et onéreuses. Leur technologie permet une utilisation pour les applications les plus complexes, sans l’aide de la technologie de positionnement par satellite GNSS, comme notamment la navigation de sous-marins, ou d’engins spatiaux. Elles ne sont donc pas adaptées pour des applications plus générales.
  2. Les centrales inertielles de moyenne gamme
    • Plus compactes que les précédentes, les centrales inertielles de moyenne gamme fournissent des données de grande qualité, et répondent à la plupart des applications de navigation et de mesures d’attitude. Leur technologie permet de s’affranchir du positionnement GNSS sur de courtes périodes, comme par exemple lors de la traversée de tunnels, passage sous des ponts, sous couvert végétal dense ou encore en canyon urbain.
  3. Les centrales inertielles miniatures
    • L’introduction de la technologie MEMS (Micro-Electro Mechanical System) dans la fabrication des centrales inertielles, dont fait partie la gamme xNAV, a permis de développer des capteurs compacts, de précision suffisante pour un grand nombre d’applications, et à des budgets raisonnables. Elles permettent aussi un maintien du calcul de position ainsi qu’une réacquisition rapide du signal GNSS en environnement difficile (milieu urbain typiquement)

La gamme des centrales de navigation inertielle xNAV, du fabricant britannique OXTS,associe la technologie de positionnement par satellite GNSS aux données inertielles des capteurs MEMS pour fournir une solution complète de navigation dans un volume compact de quelques centimètres cube.

Les applications typiques pour les centrales xNAV sont :

  • Robotique
  • Véhicules autonomes
  • Photogrammétrie aérienne
  • Cartographie urbaine et mobile mapping
  • Cartographie 3D par Lidar
  • Pointage d’antenne
  • Stabilisation de camera et charge utile
  • Navigation de drone UAV/UAS
  • Guidage

Les caractéristiques clefs :

 

Faible poids

La gamme xNAV utilise uniquement des capteurs inertiels MEMS, permettant ainsi une intégration dans un boîtier aluminium compact et léger (seulement 365 grammes). Les procédés avancés de calibration et de puissants algorithmes, appelés filtre de Kalman avec couplage serré, permettent de délivrer des données d’orientation et de position précises, même en environnement difficile pour le GNSS ainsi qu’une réacquisition rapide de la performance de positionnement RTK.

 

Tout-en-un

La gamme xNAV comprend 4 modèles de centrales inertielles de grande précision (0,05°), fournies avec câbles, antennes GNSS et logiciel. Tous les modèles comprennent un compas GNSS, permettant un calcul de cap stable en dynamique ou en statique grâce aux 2 antennes GNSS. La fusion serrée des données inertielles et GNSS permet de maintenir des performances de qualité, même dans les environnements les plus difficiles. Les centrales xNAV fournissent des données à très haute cadence (jusqu’à 250Hz, soit 250 fois par seconde) via des ports Ethernet et série, et / ou stockées dans la mémoire interne de 4Gb.

 

La gamme xNAV comprend les modèles suivants :

  • xNAV200 & xNAV500 (dim: 132 x 77 x 36 mm – poids : 365gr,) avec un récepteur GNSS interne (GPS/GLONASS, L1) pour une position de précision centimétrique (2cm – RTK).
  • xNAV250 & xNAV550(dim: 132 x 77 x 41 mm – poids : 425gr,) avec un récepteur GNSS interne de précision (GPS/GLONASS, L1/L2) pour une précision de précision centimétrique (2cm – RTK) en position.
  • xOEM500 & xOEM550 (dim: 112 x 65 x 28 mm – poids : 120gr, ou 112 x 65 x 28 mm – poids : 120gr) sont les versions OEM, pour intégration sans boitier ,des centrales XNAV500 et xNAV550 avec les mêmes caractéristiques.

 

L’intégration d’une centrale xNAV sur drone est l’application idéale : son kit de fixation en facilite l’intégration mécanique, les données sont fournies aux normes standards (messages NMEA, signal de synchronisation 1PPS, marqueurs d’évènement). Les centrales xNAV peuvent être associées à tous types de capteurs de relevés, tels que Lidar, caméras vidéo et hyperspectrales. Une version OEM ultralégère (120 grammes) est également disponible pour les intégrateurs.

 

En conclusion, les centrales inertielles miniatures xNAV intègrent la technologie très économique des capteurs MEMS, associée grâce à un couplage serré  à un récepteur GNSS de qualité professionnelle, pour délivrer des données d’orientation de grande précision en toutes circonstances, grâce au filtre de Kalman interne.