Une centrale inertielle mesure le mouvement d'un objet. Elle combine accéléromètres et gyroscopes pour suivre l'accélération linéaire et la vitesse de rotation. L'ajout de magnétomètres la transforme en AHRS (système de référence d'attitude et de cap). Cette centrale ne nécessite ni GPS ni signaux externes ; elle détecte les mouvements de l'intérieur.

Les centrales inertielles (IMU) équipent les drones, les téléphones, les voitures et les engins spatiaux. Un drone en utilise une pour déterminer son inclinaison et sa rotation. Un téléphone s'en sert pour faire pivoter son écran. Une voiture en utilise une pour le contrôle de stabilité et la navigation à l'estime en cas de perte de signal GPS. Ces capteurs sont de minuscules dispositifs MEMS gravés sur du silicium, souvent plus petits qu'un ongle.

Que mesure une centrale inertielle ?

• Accélération selon trois axes.
• Vitesse angulaire autour de trois axes.
• Cap magnétique, si un magnétomètre est inclus.
• Température, pour la compensation du capteur.
• Pression barométrique, sur certaines unités, pour l'altitude.

Le problème, c'est la dérive. Les gyroscopes accumulent des erreurs au fil du temps. Les accéléromètres captent les vibrations. Une centrale inertielle (IMU) pure perd sa position en quelques secondes. C'est pourquoi elle est presque toujours combinée à un GPS, des caméras ou un lidar. Un filtre de Kalman fusionne les données bruitées de l'IMU avec des mesures absolues plus lentes mais plus stables. L'IMU fournit les mises à jour de mouvement rapides et à haute fréquence. Les autres capteurs fournissent la référence à long terme. Ensemble, ils estiment la position et l'orientation bien mieux que chacun d'eux pris individuellement.