Brevet FR3109991A1 — publié le 20211112

Procédé d’estimation d’une grandeur physique Ce procédé d'estimation comporte : - l'obtention, à partir d'une première mesure brute mb 1 (k), d'une première mesure m 1 (k) d'une dérivée temporelle d'une grandeur physique par un premier capteur et la comparaison (76) de cette mesure m 1 (k) à un intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ], - la réalisation (72) d'une seconde mesure brute mb 2 (k) de la dérivée temporelle à l'aide d'un second capteur, l'exactitude de ce second capteur étant meilleure que celle du premier capteur sur l'intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ], - si la mesure m 1 (k) est en dehors de l'intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ], la délivrance (80) d'une mesure de la dérivée temporelle obtenue à partir de la mesure mb 1 (k) et sans utiliser la mesure mb 2 (k), et - si la mesure m 1 (k) est à l'intérieur de l'intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ], la délivrance (82) d'une mesure de la dérivée temporelle obtenue à partir de la mesure mb 2 (k) et sans utiliser la mesure mb 1 (k). Fig. 4 Procédé d’estimation d’une grandeur physique L’invention concerne un procédé et une unité d’estimation d’une grandeur physique dont une dérivée temporelle est apte à varier dans une plage [min 1 ; max 1 ] prédéfinie. L’invention concerne aussi un procédé de pilotage d’un véhicule ainsi qu’un bloc de mesures pour la mise en œuvre de ces procédés. Des procédés connus d’estimation d’une grandeur physique comportent : - la mesure de la dérivée temporelle de la grandeur physique à l’aide d’un capteur, puis - l’intégration des mesures du capteur sur un intervalle de temps pour obtenir l’estimation de la grandeur physique. De tels procédés d’estimation sont fréquemment utilisés pour obtenir l’orientation d’un véhicule à partir de mesures d’un gyromètre ou pour obtenir la position de ce véhicule à partir de mesures d’un accéléromètre. Dans ces procédés connus, l’erreur de mesure du capteur s’accumule au cours du temps. Il est donc très important que le capteur soit le plus exact possible. Par ailleurs, la plage de mesures dans laquelle le capteur doit fonctionner correctement est souvent très étendue. Or, en pratique, plus la plage de mesures d’un capteur est étendue, moins bonne est son exactitude. Pour pallier ce problème, et donc avoir à la fois une large plage de mesures et une bonne exactitude, il a été proposé d’utiliser des réseaux de plusieurs capteurs identiques. Un tel réseau permet de construire une mesure plus exacte que celle que peut fournir individuellement chacun des capteurs de ce réseau tout en conservant leurs plages de mesures. De tels réseaux de capteurs sont décrits, par exemple, dans la demande US2016/0047675. L’amélioration de l’exactitude avec un tel réseau est approximativement proportionnelle à la racine carrée de N, où N est le nombre de capteurs dans le réseau. Ainsi, cette solution permet l’obtention d’une bonne exactitude sur une large plage de mesures mais impose l’utilisation d’un grand nombre N de capteurs identiques. L’invention vise à proposer une autre solution à ce problème qui atteint des performances équivalentes mais en utilisant un nombre plus réduit de capteurs. Elle a donc pour objet un procédé d'estimation d'une grandeur physique dont une dérivée temporelle est apte à varier dans une plage [min 1 , max 1 ] prédéfinie, ce procédé comportant, pour chaque instant k d'une suite temporelle d'instants d'échantillonnage, les étapes suivantes : 1) la réalisation d'une première mesure brute mb 1 (k) de la dérivée temporelle à l'instant k à l'aide d'un premier capteur d'un bloc de mesures, l'exactitude de ce premier capteur étant égale à e 1 sur toute la plage [min 1 , max 1 ], puis 2) la délivrance par le bloc de mesures d'une mesure de la dérivée temporelle à l'instant k, puis 3) l'intégration des différentes mesures de la dérivée temporelle, délivrées jusqu'à l'instant k par le bloc de mesures, pour obtenir l'estimation de cette grandeur physique à l'instant k, caractérisé en ce que le procédé comporte également pour chaque instant k : - la réalisation d'une seconde mesure brute mb 2 (k) de la dérivée temporelle à l'instant k à l'aide d'un second capteur du bloc de mesures, l'exactitude de ce second capteur étant égale à e 2 sur toute une plage [min 2 , max 2 ] et supérieure à l'exactitude e 1 en dehors de cette plage [min 2 , max 2 ], où : - l'exactitude e 2 est inférieure à 0,8e 1 , et - les bornes min 2 et max 2 sont, respectivement, supérieure à min 1 et inférieure à max 1 , - l'obtention, à partir de la première mesure brute mb 1 (k), d'une première mesure m 1 (k) de la dérivée temporelle par le premier capteur et la comparaison de cette mesure m 1 (k) à un intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ] identique à la plage [min 2 , max 2 ] ou compris à l'intérieur de la plage [min 2 , max 2 ], - si la mesure m 1 (k) est en dehors de l'intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ], la délivrance, par le bloc de mesures, d'une mesure de la dérivée temporelle à l'instant k obtenue à partir de la mesure mb 1 (k) et sans utiliser la mesure mb 2 (k) , et - si la mesure m 1 (k) est à l'intérieur de l'intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ], la délivrance, par le bloc de mesures, d'une mesure de la dérivée temporelle à l'instant k obtenue à partir de la mesure mb 2 (k) et sans utiliser la mesure mb 1 (k). Les modes de réalisation de ce procédé d’estimation peuvent comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : 1) - l'obtention de la mesure de la dérivée partielle à l'instant k à partir de la mesure mb 1 (k) comporte la correction de cette mesure brute mb 1 (k) en la multipliant ou en l'additionnant avec un coefficient de correction pré-enregistré pour obtenir une mesure corrigée, et - lorsque la mesure m 1 (k) est à l'intérieur de l'intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ], le procédé comporte la calibration de ce coefficient de correction en fonction de la mesure mb 2 (k) et lorsque la mesure m 1 (k) est en dehors de l'intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ], ce coefficient de correction n'est pas calibré en fonction de la mesure mb 2 (k). 2) l'écart, en valeur absolue entre les bornes Lmax 2 et max 2 est inférieur à 0,3max 2 et l'écart, en valeur absolue, entre les bornes Lmin 2 et min 2 est inférieur à 0,3min 2 . 3) lorsque la mesure m 1 (k) est à l'intérieur de l'intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ], le bloc de mesures délivre la mesure mb 2 (k). 4) les mesures de la dérivée temporelle par le premier et le second capteurs sont réalisées simultanément. L’invention a également pour objet un procédé de pilotage d'un véhicule en fonction d'une grandeur physique, ce procédé comportant : - des phases de faible dynamique pendant la durée desquels une dérivée temporelle de la grandeur physique est continûment à l'intérieur d'un intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ] entrecoupées de phases de forte dynamique pendant la durée desquels la dérivée temporelle est continûment en-dehors de l'intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ] et à l'intérieur d'un intervalle [min 1 ; max 1 ], les phases de faible dynamique représentant, en moyenne, plus de 50% du temps de pilotage du système, et - l'estimation de la grandeur physique à partir de mesures de la dérivée temporelle de cette grandeur physique, caractérisé en ce que l'estimation de la grandeur physique est réalisée en mettant en œuvre le procédé ci-dessus d'estimation de cette grandeur physique, la plage de mesures du premier capteur englobant l'intervalle [min 1 ; max 1 ] et la plage de mesures du second capteur étant égale ou englobant l'intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ]. Les modes de réalisation de ce procédé de pilotage peuvent comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : 1) la durée moyenne d'une phase de forte dynamique est inférieure à dix fois la durée moyenne d'une phase de faible dynamique. L’invention a également pour objet une unité d’estimation d'une grandeur physique dont une dérivée temporelle est apte à varier dans une plage [min 1 , max 1 ] prédéfinie, cette unité comportant : - un bloc de mesures apte à délivrer sur une sortie une mesure de la dérivée temporelle à un instant k, ce bloc de mesures comportant à cet effet un premier capteur apte à réaliser une première mesure brute mb 1 (k) de la dérivée temporelle à l'instant k, l'exactitude de ce premier capteur étant égale à e 1 sur toute la plage [min 1 , max 1 ], - un calculateur configuré pour intégrer les différentes mesures de la dérivée temporelle délivrées jusqu'à l'instant k par le bloc de mesures pour obtenir l'estimation de cette grandeur physique à l'instant k, caractérisé en ce que le bloc de mesures comporte : - un second capteur apte à réaliser une seconde mesure mb 2 (k) de la dérivée temporelle à l'instant k, l'exactitude de ce second capteur étant égale à e 2 sur toute une plage [min 2 , max 2 ] et supérieure à l'exactitude e 1 en dehors de cette plage [min 2 , max 2 ], où : - l'exactitude e 2 est inférieure à 0,8e 1 , et - les bornes min 2 et max 2 sont, respectivement, supérieure à min 1 et inférieure à max 1 , - une unité de calcul configurée pour : - obtenir, à partir de la première mesure brute mb 1 (k), une première mesure m 1 (k) de la dérivée temporelle par le premier capteur et comparer cette mesure m 1 (k) à un intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ] identique à la plage [min 2 , max 2 ] ou compris à l'intérieur de la plage [min 2 , max 2 ], - si la mesure m 1 (k) est en dehors de l'intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ], délivrer sur la sortie du bloc de mesures, une mesure de la dérivée temporelle à l'instant k obtenue à partir de la mesure mb 1 (k) et sans utiliser la mesure mb 2 (k) , et - si la mesure m 1 (k) est à l'intérieur de l'intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ], délivrer sur la sortie du bloc de mesures, une mesure de la dérivée temporelle à l'instant k obtenue à partir de la mesure mb 2 (k) et sans utiliser la mesure mb 1 (k). Enfin, l’invention a également pour objet un bloc de mesures de la dérivée temporelle d'une grandeur physique, pour la réalisation de l'unité d'estimation ci-dessus, ce bloc de mesures comportant : - une sortie sur laquelle il délivre la mesure de la dérivée temporelle à un instant k, - un premier capteur apte à réaliser une première mesure brute mb 1 (k) de la dérivée temporelle à l'instant k, l'exactitude de ce premier capteur étant égale à e 1 sur toute la plage [min 1 , max 1 ], caractérisé en ce que le bloc de mesures comporte : - un second capteur apte à réaliser une seconde mesure mb 2 (k) de la dérivée temporelle à l'instant k, l'exactitude de ce second capteur étant égale à e 2 sur toute une plage [min 2 , max 2 ] et supérieure l'exactitude e 1 en dehors de cette plage [min 2 , max 2 ], où : - l'exactitude e 2 est inférieure à 0,8e 1 , et - les bornes min 2 et max 2 sont, respectivement, supérieure à min 1 et inférieure à max 1 , - une unité de calcul configurée pour : - obtenir, à partir de la première mesure brute mb 1 (k), une première mesure m 1 (k) de la dérivée temporelle par le premier capteur et comparer cette mesure m 1 (k) à un intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ] identique à la plage [min 2 , max 2 ] ou compris à l'intérieur de la plage [min 2 , max 2 ], - si la mesure m 1 (k) est en dehors de l'intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ], délivrer sur la sortie du bloc de mesures, une mesure de la dérivée temporelle à l'instant k obtenue à partir de la mesure mb 1 (k) et sans utiliser la mesure mb 2 (k) , et - si la mesure m 1 (k) est à l'intérieur de l'intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ], délivrer sur la sorite du bloc de mesures, une mesure de la dérivée temporelle à l'instant k obtenue à partir de la mesure mb 2 (k) et sans utiliser la mesure mb 1 (k). L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins sur lesquels : - la figure 1 est une illustration schématique d'un système de localisation d'un véhicule ; - la figure 2 est une illustration schématique d'un bloc de mesure du système de la figure 1; - la figure 3 est un organigramme d'un procédé de pilotage d'un véhicule à l'aide du système de la figure 1; - la figure 4 est un organigramme d'un procédé de mesure mis en œuvre par le bloc de mesure de la figure 2. Dans ces figures, les mêmes références sont utilisées pour désigner les mêmes éléments. Dans la suite de cette description, les caractéristiques et fonctions bien connues de l'homme du métier ne sont pas décrites en détail. Par exemple, une présentation de l'état de l'art en la matière peut être trouvée dans la thèse suivante : S. Godha, “ Performance Evaluation of Low Cost MEMS-Based IMU Integrated With GPS for Land Vehicle Navigation Application ”, PhD report, 2006. Par la suite, cette thèse est désignée par l'expression "Godha2006". Dans cette description, les définitions de certains termes utilisés dans ce texte sont données dans un chapitre I. Ensuite, des exemples détaillés de modes de réalisation sont d'abord décrits dans une chapitre II en référence aux figures. Dans un chapitre III suivant, des variantes de ces modes de réalisation sont présentées. Enfin, les avantages des différents modes de réalisation sont présentés dans un chapitre IV. Chapitre I : Définitions et terminologie L’« exactitude » (« accuracy » en anglais) d’un capteur désigne l’écart entre la valeur mesurée par ce capteur et la vraie valeur de la grandeur physique mesurée. Il existe différents moyens pour exprimer l'exactitude d'un capteur. Ici, ce qui compte c'est que lorsque les exactitudes de différents capteurs d'une même grandeur physique sont comparées, les exactitudes comparées soient exprimées par les mêmes moyens et mesurées par les mêmes méthodes de sorte qu'elles peuvent être directement comparées les unes aux autres. Plus la qualité d'un capteur est bonne, plus son exactitude est petite. La « résolution » (« resolution » en anglais) d’un capteur désigne le plus petit écart mesurable entre deux grandeurs . La « plage de mesures » désigne une étendue continue de valeurs susceptibles d’être mesurées par le capteur et à l’intérieur de laquelle l’exactitude de ce capteur est bornée par une valeur maximale e prédéterminée. Cette valeur maximale e prédéterminée est appelée l’exactitude du capteur par la suite. En dehors de cette plage de mesures, l’exactitude du capteur est supérieure à la valeur maximale e. Souvent, en dehors de la plage de mesures, le capteur est dit « saturé » car la valeur qu’il mesure n’est plus ou beaucoup moins représentative de la valeur réelle de la grandeur physique mesurée. Chapitre II : Exemples de modes de réalisation La figure 1 représente un véhicule 2. Par exemple, le véhicule 2 est un véhicule capable de se déplacer sur la terre. A titre d'illustration, le véhicule 2 est un véhicule automobile. Le véhicule 2 est équipé de moyens 4 de propulsion. Dans le cas d'un véhicule automobile, les moyens 4 sont généralement un moteur thermique ou un moteur hybride ou un moteur électrique. Le véhicule 2 est équipé d'un système 6 de localisation de ce véhicule. Ce système 6 est apte à déterminer de la position et de l'orientation du véhicule 2 dans un repère terrestre R T . Le repère R T comporte trois axes typiquement orthogonaux entre eux. Un repère mobile R b est également fixé sans aucun degré de liberté au véhicule 2. Ce repère R b comporte trois axes orthogonaux entre eux notés respectivement x b , y b et z b . Classiquement, lorsque le véhicule 2 se déplace horizontalement, les axes x b et y b sont dans un plan horizontal et l'axe z b est vertical. Ici, la position du véhicule 2 dans le repère R T est exprimée par la latitude L, la longitude λ et l'altitude h de l'origine du repère R b . L'orientation du véhicule 2 est exprimée par l'angle ψ de lacet (« yaw angle » en anglais), l'angle θ de tangage (« pitch angle » en anglais) et l'angle Φ de roulis (« roll angle » en anglais) du repère R b par rapport au repère R T . La position et l'orientation déterminées par le système 6 sont généralement transmises à un poste 8 de pilotage pour guider ou assister au guidage du véhicule 2 vers une destination prédéfinie. Le poste 8 peut être un poste de pilotage manuel et/ou automatique. Dans le cas d'un poste de pilotage manuel, la position et l'orientation déterminées sont transmises à une interface homme-machine pour assister un être humain dans le pilotage des moyens 4 de propulsion. Dans le cas d'un poste de pilotage automatique, la position et l'orientation déterminées sont automatiquement converties en commandes de pilotage des moyens 4 de propulsion, puis transmises automatiquement à ces moyens 4 de propulsion. Le système 6 comporte une unité 10 de géolocalisation par satellite et une unité 12 de navigation inertielle. L'unité 10 est connue sous l'acronyme GNSS (« Global Navigation Satellite System ». L'unité 12 est connue sous l'acronyme IMU (« Inertial Measurement Unit »). L’unité 12 comporte notamment : - un bloc 14 de mesure de l'accélération selon trois axes différents de mesure, et - un bloc 16 de mesure de la vitesse angulaire selon trois axes de mesure. Dans ce mode de réalisation, le bloc 14 comporte un un accéléromètre triaxe. Le bloc 16 est décrit plus en détail en référence à la figure 2. Pour déterminer la position et l'orientation du véhicule 2 à partir des mesures des unités 10 et 12, le système 6 comporte un calculateur électronique programmable 20. Ce calculateur 20 est apte à acquérir les mesures des unités 10 et 12 et, à partir de ces mesures, à déterminer la position et l'orientation du véhicule 2 dans le repère R T . Le calculateur 20 comporte un microprocesseur 22 et une mémoire 24 comportant les instructions et les données nécessaires à la détermination de la position et de l'orientation du véhicule 2. Par exemple, ici le microprocesseur 22 exécute pour cela un des algorithmes décrits dans la thèse Godha2006. Lors d’un pilotage habituel du véhicule 2, la vitesse angulaire du véhicule 2 autour de chacun des axes x b , y b et z b est systématiquement comprise à l’intérieur d’une plage [min 1 ; max 1 ]. Par exemple, dans le cas du véhicule 2, les bornes min 1 et max 1 autour des axes x b et y b sont égales à, respectivement, -600 deg/s et +600 deg/s. De plus, lors d’un pilotage habituel du véhicule 2, la vitesse angulaire du véhicule 2 autour de chacun des axes x b , y b et z b est comprise, en moyenne, pendant X % du temps de pilotage, à l’intérieur d’un intervalle plus petite noté [Lmin 2 ; Lmax 2 ], où X est un nombre supérieur à 50 et, de préférence, supérieur à 70 ou 80 ou 90. A titre d’illustration, pour la suite de cette description, X est choisi égal à 80. Le temps de pilotage est la durée pendant laquelle le bloc 16 est utilisé pour mesurer la vitesse angulaire du véhicule 2 alors que le véhicule 2 se déplace. Cette durée est souvent supérieure à 10 minutes ou 1 heure. Les bornes Lmin 2 et Lmax 2 peuvent être déterminées, par exemple, expérimentalement. Par exemple, la vitesse angulaire du véhicule 2 est relevée pendant plusieurs périodes de pilotage chacune représentative d'un pilotage habituel. Ensuite, les vitesses angulaires positives relevées sont classées par ordre croissant formant ainsi une liste de Npos valeurs positives. On relève la valeur de l’élément de la liste en position : Ceiling(0.8 x Npos), où Ceiling(...) est la fonction qui retourne la partie entière supérieure. La valeur ainsi relevée est la valeur Lmax 2 . Puis, les vitesses angulaires négatives relevées sont classées par ordre croissant de leur valeur absolue, formant ainsi une liste de Nneg valeurs. On relève la valeur de l’élément de cette liste en position Ceiling(0.8 x Nneg). La valeur ainsi relevée multipliée par -1 fournit la valeur Lmin 2 . Ensuite, pour chacune de ces périodes, les valeurs Lmin 2 et Lmax 2 sont déterminées pour que pendant 80 % de cette période, la vitesse angulaire relevée soit comprise entre ces bornes Lmin 2 et Lmax 2 . Ensuite, les différentes valeurs des bornes Lmin 2 et Lmax 2 ainsi déterminées sont moyennées pour obtenir la valeur moyenne des bornes Lmin 2 et Lmax 2 entre lesquelles, en moyenne, la vitesse angulaire relevée du véhicule 2 se situe dans 80 % des cas. Les intervalles [Lmin 2 ; Lmax 2 ] ainsi déterminés pour chaque axe de mesure ne sont pas nécessairement égaux. Ici, à titre d'illustration, autour des axes x b et y b , il a été déterminé que Lmin 2 et Lmax 2 sont environ égaux à, respectivement, -100 deg/s et +100 deg/s. Autour de l'axe z b l'intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ] est beaucoup plus petit. Toutefois, par la suite, l'intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ] est pris égal pour tous les axes de mesures. Par la suite, une « phase de faible dynamique » désigne une période de temps pendant laquelle la vitesse angulaire du véhicule 2 autour de chacun des axes de mesure se situe à l'intérieur de l'intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ]. A l’inverse, une « phase de forte dynamique » désigne une période de temps pendant laquelle la vitesse angulaire du véhicule 2 autour d'au moins un des axes de mesure se situe en dehors de l’intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ]. Étant donné le choix des bornes Lmin 2 et Lmax 2 , les phases de forte dynamique sont beaucoup plus rares que les phases de faible dynamique et également beaucoup plus courtes. Typiquement, la durée moyenne d'une phase de forte dynamique est dix ou vingt ou cinquante fois inférieure à la durée moyenne d'une phase de faible dynamique. La figure 2 représente plus en détail le bloc 16. Le bloc 16 comporte deux gyromètre triaxes G 1 et G 2 et une unité 30 de calcul. Le gyromètre G 1 mesure la vitesse angulaire du véhicule 2 autour de trois axes de mesures x 1 , y 1 et z 1 orthogonaux. Le gyromètre G 2 mesure la vitesse angulaire du véhicule 2 autour de trois axes de mesures x 2 , y 2 et z 2 orthogonaux. Par exemple, les axes x 2 , y 2 et z 2 sont parallèles aux axes x b , y b et z b du repère R b . Les gyromètres G 1 et G 2 sont fixés, sans aucun degré de liberté, sur un même support rigide 32. Ici, les décalages angulaires entre les axes x 1 , y 1 , z 1 et les axes x 2 , y 2 et z 2 sont constants et connus. A un instant donné k, la mesure brute gb 1 (k) réalisée par le gyromètre G 1 est un vecteur comportant trois composantes notées wb x1 , wb y1 et wb z1 . Ces composantes wb x1 , wb y1 et wb z1 correspondent aux mesures de la vitesse angulaire autour, respectivement, des axes x 1 , y 1 et z 1 . Le gyromètre G 1 est un gyromètre à forte dynamique et donc à grande plage de mesures. La plage de mesures du gyromètre G 1 le long de chacun des axes x 1 , y 1 et z 1 s’étend continûment d’une borne inférieure, notée Gmin 1 , jusqu’à une borne supérieure notée Gmax 1 . Cette plage de mesures est notée [Gmin 1 ; Gmax 1 ]. Dans ce mode de réalisation, la plage de mesures et l’exactitude du gyromètre sont les mêmes pour chacun des axes de mesures. Ainsi, ce qui est décrit ci-dessous s’applique à chacun des axes de mesures pris individuellement. Sur toute la plage [Gmin 1 ; Gmax 1 ], l’exactitude du gyromètre G 1 est égale à e 1 . Par la suite, l'exactitude e 1 désigne l’exactitude du gyromètre G 1 à l'intérieur de la plage [Gmin 1 ; Gmax 1 ]. En dehors de cette plage [Gmin 1 ; Gmax 1 ], l’exactitude du gyromètre G 1 est supérieure à e 1 . Les valeurs des bornes Gmin 1 et Gmax 1 et l'exactitude e 1 sont des caractéristiques intrinsèques du gyromètre G 1 connues à l’avance. Typiquement, elles sont données par le fabricant du gyromètre G 1 . Ici, le gyromètre G 1 est choisi pour que la plage [Gmin 1 ; Gmax 1 ] englobe, pour chacun des axes de mesure, l’intervalle [min 1 ; max 1 ]. Ainsi, lors d’une utilisation habituelle du véhicule 2, toutes les vitesses angulaires du véhicule 2 sont comprises dans la plage [Gmin 1 ; Gmax 1 ]. Dès lors, le gyromètre G 1 n'est jamais saturé lors d’une utilisation habituelle du véhicule 2. Typiquement, Gmin 1 est inférieur à -400°/s ou -800°/s et Gmax 1 est supérieur à 400°/s ou 800°/s. Ici, Gmin 1 et Gmax 1 sont égaux, respectivement, à -1000°/s et +1000°/s. De façon analogue, à un instant donné, la mesure brute du gyromètre G 2 est un vecteur comportant trois composantes notées wb x2 , wb y2 et wb z2 . Les composantes wb x2 , wb y2 et wb z2 correspondent aux vitesses angulaires mesurées autour, respectivement, des axes x 2 , y 2 et z 2 . Le gyromètre G 2 est un gyromètre à faible dynamique. Ici, sa plage de mesures, notée [Gmin 2 ; Gmax 2 ], pour chacun des axes x 2 , y 2 et z 2 est entièrement comprise à l’intérieur de la plage [Gmin 1 ; Gmax 1 ]. La plage [Gmin 2 ; Gmax 2 ] est aussi plus petite que l’intervalle [min 1 ; max 1 ]. Ainsi, contrairement au gyromètre G 1 , le gyromètre G 2 peut être saturé. Par ailleurs, la plage [Gmin 2 ; Gmax 2 ] est égale ou englobe entièrement l’intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ]. Ainsi, la borne Gmin 2 est comprise entre min 1 et Lmin 2 et la borne Gmax 2 est comprise entre max 1 et Lmax 2 . De préférence, les bornes Gmin 2 et Gmax 2 sont proches, respectivement, des bornes Lmin 2 et Lmax 2 . « Q proche de U » signifie ici que l’écart, en valeur absolue entre les valeurs Q et U est inférieur à 0,3│Q│ ou à 0,2│Q│ ou à 0,1│Q│, où le symbole │..│désigne la valeur absolue. Par exemple, ici, les bornes Gmin 2 et Gmax 2 vérifient les relations suivantes : │Lmin 2 - Gmin 2 │ 2 │ et │Lmax 2 - Gmax 2 │ 2 │. A l'inverse, les bornes Gmin 2 et Gmax 2 sont assez éloignées des bornes, respectivement, Gmin 1 et Gmax 1 . Par exemple, Gmin 2 est 1,5 fois ou 2 fois supérieure à Gmin 1 et Gmax 2 est 1,5 fois ou 2 fois inférieure à Gmax 1 . Ici, Gmin 2 est inférieure à -50°/s ou -100°/s et Gmax 2 est supérieure à 50°/s ou 100°/s. La borne Gmin 2 est aussi supérieure à -300°/s et Gmax 2 est inférieure à +300°/s. Ici, les bornes Gmin 2 et Gmax 2 sont égales à -125°/s et 125°/s. En contrepartie d’une dynamique plus faible, l’exactitude e 2 du gyromètre G 2 à l’intérieur de la plage [Gmin 2 ; Gmax 2 ] est inférieure à 0,8e 1 et, de préférence, inférieure à 0,5e 1 ou 0,3e 1 . En dehors de cette plage [Gmin 2 ; Gmax 2 ], l’exactitude du gyromètre G 2 est supérieure à e 2 et également supérieure à e 1 . Par exemple, en dehors de cette plage [Gmin 2 ; Gmax 2 ], le gyromètre G 2 est saturé. Ainsi, lorsqu’il n’est pas saturé, le gyromètre G 2 est plus exact que le gyromètre G 1 . L’unité 30 acquiert les mesures des gyromètres G 1 et G 2 et délivre sur une sortie 34 du bloc 16 une mesure plus exacte que de la vitesse angulaire du véhicule 2. C’est cette vitesse angulaire délivrée sur la sortie 34 qui est acquise et traitée par le calculateur 20 pour déterminer ensuite la position et l’orientation du véhicule 2. Pour cela, l’unité 30 comporte un microprocesseur 40 et une mémoire 42 qui comporte les instructions et les données nécessaires à l’exécution du procédé de la figure 4. La mémoire 42 est ici une mémoire non volatile. Cette mémoire 42 comporte notamment les bornes Lmin 2 et Lmax 2 . La figure 3 représente un procédé de pilotage du véhicule 2. Ce procédé comporte une phase 50 d’estimation de la position et de l’orientation du véhicule 2. Pendant la phase 50, lors d’une étape 52, les capteurs du système 6 mesurent les différentes grandeurs physiques nécessaires au pilotage du véhicule 2. Dans le cas présent, lors de l’étape 52 : - le bloc 14 délivre une mesure de l’accélération du véhicule 2 au calculateur 20, - le bloc 16 délivre une mesure de la vitesse angulaire du véhicule 2 au calculateur 20, et - l’unité 10 de géolocalisation délivre une mesure de la position du véhicule 2 au calculateur 20. Ensuite, lors d’une étape 54, le calculateur 20 acquiert chacune de ces mesures et construit la position et l’orientation du véhicule 2 à partir de ces mesures. L’orientation du véhicule 2 est ici construite à partir de la vitesse angulaire mesurée par le bloc 16. La vitesse angulaire du véhicule 2 acquise correspond à la dérivée première de l’orientation du véhicule 2 par rapport au temps. Cette opération de construction de l’orientation du véhicule 2 à partir de la mesure de sa dérivée temporelle première est appelée « opération d’intégration » ou simplement « intégration ». De même, lors de l’étape 54, la position du véhicule 2 est construite, en outre, à partir de l’accélération mesurée par le bloc 14. L’accélération du véhicule 2 acquise correspond à la dérivée seconde de la position du véhicule 2 par rapport au temps. Cette opération de construction de la position du véhicule 2 à partir de la mesure de sa dérivée temporelle seconde est aussi appelée « opération d’intégration » ou simplement « intégration ». Pour actualiser en permanence la position et l’orientation du véhicule 2, les étapes 52 et 54 sont réitérées à chaque instant k d’échantillonnage d’une suite d’instants k espacés les uns des autres par une période d’échantillonnage notée T e . En parallèle, lors d’une étape 60, le poste 8 de pilotage est actionné pour guider le véhicule 2 jusqu’à un point d'arrivée. Lors de l’étape 60, la position et l’orientation du véhicule construit par le système 6 sont prises en compte pour diriger au mieux le véhicule 2 vers le point d'arrivée. La figure 4 représente plus en détail les différentes opérations réalisées par l’unité 30 de calcul pour délivrer à chaque instant k une mesure plus précise de la vitesse angulaire du véhicule 2. Initialement, lors d’une opération 70, l’unité 30 initialise les différents coefficients des matrices et des vecteurs utilisés par la suite pour corriger les mesures brutes du gyromètre G 1 et pour calibrer ce gyromètre G 1 . A cet effet, dans cet exemple de réalisation, neuf coefficients d’échelle s ji et trois coefficients de décalage Off x , Off y et Off z sont initialisés. Les indices j et i sont compris entre 1 et 3 chacun. L’indice i identifie l’axe de mesures. Plus précisément, les valeurs 1, 2 et 3 de l’indice i correspondent aux axes, respectivement, x 1 , y 1 et z 1 . Les indices j et i identifient aussi la position de chacun des coefficients s ji dans une matrice de trois lignes par trois colonnes de coefficients d’échelle. Ces coefficients d’échelle et de décalage sont utilisés par la suite pour corriger les composantes wb x1 , wb y1 et wb z1 de la mesure brute du gyromètre G 1 . Par exemple, ici, les valeurs initiales des coefficients d’échelle diagonaux c’est-à-dire les coefficients s 11 , s 22 et s 33 sont pris égaux à 1 et les valeurs initiales des autres coefficients d’échelle sont pris égaux à 0. De même, dans cet exemple, les valeurs initiales des trois coefficients de décalage Off x , Off y et Off z sont prises égales à zéro. L’opération 70 est par exemple exécutée juste après la mise sous tension du bloc 16. Dans ce mode de réalisation, un filtre de Kalman linéaire est utilisé pour calibrer les coefficients d’échelle et de décalage au cours de l’utilisation du bloc 16. Ce filtre de Kalman utilise un vecteur d’état X k défini par la relation suivante : X k = [s 11 ; s 12 ; s 13 ; s 21 ; s 22 ; s 23 ; s 31 ; s 32 ; s 33 ; Off x ; Off y ; Off z ] T , où le symbole « T » désigne l’opération de transposition. Ce filtre de Kalman utilise aussi une matrice P k de covariance. Ici, la matrice P k est une matrice de douze lignes par douze colonnes. Les douze coefficients diagonaux de cette matrice P k sont notés : - σ s11 2 , σ s22 2 , σ s33 2 , σ s12 2 , σ s13 2 , σ s21 2 , σ s23 2 , σ s31 2 , σ s32 2 qui représentent l’incertitude sur les valeurs des coefficients d’échelle, respectivement, s 11 , s 22 , s 33 , s 12 , s 13 , s 21 , s 23 , s 31 et s 32 , et - σ Offx 2 , σ Offy 2 , σ Offz 2 qui représentent l’incertitude sur les valeurs des coefficients de décalage, respectivement, Off x , Off y et Off z . A titre d’illustration : - l’incertitude sur les coefficients d’échelle s 11 , s 22 et s 33 est de 10 %, - l’incertitude sur les coefficients d’échelle s 12 , s 23 , s 13 , s 21 , s 23 , s 31 et s 32 est égale à 1 %, et - l’incertitude sur les coefficients de décalage Off x , Off y et Off z est égale à 0,02 rad/s. Dans ces conditions, les valeurs des coefficients de la matrice P k sont par exemple choisies comme suit : - σ s11 2 = σ s22 2 = σ s33 2 = 0,1 2 , - σ s12 2 = σ s13 2 = σ s21 2 = σ s23 2 = σ s31 2 = σ s32 2 = 0,01 2 et - σ Offx 2 = σ Offy 2 = σ Offz 2 = 0,02 2 . Les coefficients non diagonaux de la matrice P k sont initialement pris égaux à zéro. Lors d’une opération 72, les gyromètres G 1 et G 2 réalisent les mesures de la vitesse angulaire et l’unité 30 acquiert simultanément ou pratiquement simultanément ces mesures gb 1 (k) et gb 2 (k) à l'instant k. « Pratiquement simultanément » désigne le fait que l’écart entre l’instant t 1 d’acquisition de la mesure du gyromètre G 1 et l’instant t 2 d’acquisition de la mesure du gyromètre G 2 est négligeable devant la vitesse à laquelle varie la vitesse angulaire du véhicule 2. Par exemple, l’écart entre les instants t 1 et t 2 est inférieur à 0,1 s ou 10 ms ou inférieur à 0,1 ms. Si les axes de mesures des gyromètres G 1 et G 2 ne correspondent pas exactement, lors d’une opération 74, l’unité 30 applique une transformation prédéterminée à la mesure du gyromètre G 1 . Cette transformation prédéterminée vise à aligner les axes de mesure du gyromètre G 1 sur les axes de mesure du gyromètre G 2 de sorte que si les gyromètres G 1 et G 2 étaient parfaits, la mesure transformée du gyromètre G 1 serait égale à la mesure du gyromètre G 2 . Par exemple, à titre d’illustration, il est supposé ici que les axes de mesures x 1 , y 1 et z 1 ne sont pas parallèles, respectivement, aux axes de mesures x 2 , y 2 et z 2 . Toutefois, étant donné que les deux gyromètres G 1 et G 2 sont fixés dans des positions connues sur le même support 32, la matrice de rotation R 1 qui permet de transformer la vitesse angulaire mesurée dans le repère x 1 , y 1 et z 1 en une vitesse angulaire exprimée dans le repère x 2 , y 2 et z 2 est connue. L’opération de transformation consiste donc ici à multiplier la mesure brute du gyromètre G 1 par la matrice R 1 pour obtenir la mesure brute du gyromètre G 1 exprimée dans le repère x 2 , y 2 et z 2 . Seules ces composantes transformées de la mesure du gyromètre G 1 sont utilisées lors des étapes suivantes. Par commodité, la mesure brute du gyromètre G 1 exprimée dans le repère x 2 , y 2 et z 2 est aussi notée wb x1 , wb y1 et wb z1 . Lors d’une opération 76, l’unité 30 compare la mesure brute gb 1 (k) du gyromètre G 1 à l'intervalle prédéterminé [Lmin 2 ; Lmax 2 ] pour déterminer si la mesure brute du gyromètre G 1 est située à l’intérieur ou à l’extérieur de cet intervalle. La comparaison de la mesure du gyromètre G 1 à l’intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ] est faite pour chaque axe de mesures. De plus, dans cet exemple, la plage [Gmin 2 ; Gmax 2 ] et l’intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ] sont symétriques par rapport à la valeur zéro et identiques pour chacun des axes de mesures. Dans ce contexte, l’unité 30 teste ici les trois conditions suivantes : condition 1) : │wb x1 │ 2 │ ; condition 2) : │wb y1 │ 2 │ ; et condition 3) : │wb z1 │ 2 │. Si l’une de ces trois conditions n’est pas satisfaite, le véhicule 2 est dans une phase de forte dynamique. Dans ce cas, le procédé se poursuit directement par une opération 78 de correction de la mesure du gyromètre G 1 . A l’inverse, si les trois conditions ci-dessus sont simultanément satisfaites, le véhicule 2 est dans une phase de faible dynamique et le procédé se poursuit par une opération 80. Lors de l’opération 80, l’unité 30 délivre sur la sortie 34 la mesure gb 2 (k) du gyromètre G 2 . Lors de l’opération 78, l’unité 30 corrige la mesure gb 1 (k) du gyromètre G 1 à l’aide des coefficients d’échelle et de décalage enregistrés dans la mémoire 42 afin d’obtenir une mesure corrigée gc 1 (k). Par la suite, les trois composantes de la mesure corrigée gc 1 (k) sont notées wc x1 , wc y1 et wc z1 . Ici, à cet effet, la correction est réalisée à l’aide de la relation suivante : Ensuite, lors d’une opération 82, l’unité 30 délivre sur la sortie 34 la mesure corrigée gc 1 (k). Ainsi, le bloc 16 délivre sur la sortie 34, à chaque instant k, la mesure la plus exacte entre les mesures réalisées par les gyromètres G 1 et G 2 . De plus, lorsque la mesure gb 1 (k) du gyromètre G 1 est comprise dans l’intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ], l’unité 30 procède à une opération 84 de calibration des coefficients d’échelle et de décalage du gyromètre G 1 pour réduire l’écart entre les mesures des deux gyromètres. La calibration des coefficients d’échelle et de décalage est ici réalisée en fonction de la mesure gb 2 (k) du gyromètre G 2 et des précédentes valeurs des coefficients d’échelle et de décalage à l’instant précédent, noté k-1. Les coefficients à l’instant k-1 sont stockés dans le vecteur d’état noté X k-1 et enregistré dans la mémoire 42. Pour cela, dans cet exemple de réalisation, un filtre de Kalman linéaire est implémenté. Le filtre de Kalman linéaire et son principe de fonctionnement est bien connu. Par conséquent, ci-dessous, seules les principales relations de ce filtre de Kalman linéaire sont présentées. Dans les relations ci-dessous, le symbole « . » désigne l’opération de multiplication. L'équation de propagation ou de prédiction de l'état du filtre de Kalman est définie par la relation suivante : Relation 1) : X k│k -1 = X k-1│k-1 , où : - X k-1│k-1 est l'estimation du vecteur d'état à l'instant k-1 obtenue en prenant en compte toutes les mesures jusqu'à l'instant k-1, - X k│k-1 est l'estimation du vecteur d'état à l'instant k obtenue en prenant en compte seulement les mesures jusqu'à l'instant k-1. Ici, X k-1│k-1 est égal au vecteur X k . La relation 1) s'explique par le fait que les coefficients d'échelle et de décalage sont supposés, en première approximation, comme étant constants au cours du temps. L'équation de propagation ou de prédiction de la matrice de covariance de l'erreur est définie par la relation suivante : Relation 2) : P k │ k-1 = P k -1│ k-1 + Q k-1 , où : - P k-1│k-1 est l'estimation de la matrice de covariance de l'erreur à l'instant k-1 obtenue en prenant en compte toutes les mesures jusqu'à l'instant k-1, - P k│k-1 est l'estimation de la matrice de covariance à l'instant k obtenue en prenant seulement en compte les mesures jusqu'à l'instant k-1, - Q k-1 est la matrice de covariance du bruit de processus. La matrice Q k-1 est une matrice diagonale de douze lignes et douze colonnes. Ses coefficients diagonaux sont, dans l'ordre : q s11 2 ; q s22 2 ; q s33 2 ; q s12 2 ; q s13 2 ; q s21 2 ; q s23 2 ; q s31 2 ; q s32 2 ; q Offx 2 ; q Offy 2 ; q Offz 2 , où : - q s11 2 ; q s22 2 ; q s33 2 correspondent à la variance du bruit de processus dans l'estimation des coefficients diagonaux d'échelle, respectivement, s 11 , s 22 , s 33 , - q s12 2 ; q s13 2 ; q s21 2 ; q s23 2 ; q s31 2 ; q s32 2 correspondent à la variance du bruit de processus dans l'estimation des coefficients non-diagonaux d'échelle, respectivement, s 12 , s 13 , s 21 , s 23 , s 31 , s 32 , et - q Offx 2 ; q Offy 2 ; q Offz 2 correspondent à la variance du bruit de processus dans l'estimation des coefficients de décalage, respectivement, Off x , Off y et Off z . Plus le gyromètre G 1 est de bonne qualité, plus les coefficients q s11 2 ; q s22 2 ; q s33 2 ; q s12 2 ; q s13 2 ; q s21 2 ; q s23 2 ; q s31 2 ; q s32 2 ; q Offx 2 ; q Offy 2 ; q Offz 2 sont petits. Ainsi, les coefficients de la matrice Q k-1 sont réglés en fonction de l'exactitude connue du gyromètre G 1 . De plus, ici, ces coefficients sont considérés comme étant constants. A titre d'illustration, les valeurs des coefficients q s11 2 ; q s22 2 ; q s33 2 ; q s12 2 ; q s13 2 ; q s21 2 ; q s23 2 ; q s31 2 ; q s32 2 ; q Offx 2 ; q Offy 2 ; q Offz 2 sont les suivantes : - q s11 2 = q s22 2 = q s33 2 = 0,001 2 .T e , - q s12 2 = q s13 2 = q s21 2 = q s23 2 = q s31 2 = q s32 2 = 0,0001 2 .T e , et - q Offx 2 = q Offy 2 = q Offz 2 = 0,001 2 .T e , où T e est l'intervalle de temps entre deux instants k et k-1 successifs. En utilisant les notations précédemment introduites, la prédiction, notée y k , de la mesure du gyromètre G 2 à partir de la mesure du gyromètre G 1 est obtenue à l'aide de la relation suivante : Relation 3) : y k = H k .X k│k -1 , où H k est la matrice définie par la relation suivante : Relation 4) : On notera que les composantes de la matrice H k sont fonctions des mesures, à l'instant k, du gyromètre G 1 . Ainsi, la matrice H k est mise à jour à chaque fois que des nouvelles mesures du gyromètre G 1 sont acquises par l'unité 30. L'innovation I k , c'est-à-dire ici l'écart entre la mesure du gyromètre G 2 et son estimation y k à partir de la mesure du gyromètre G 1 est donnée par la relation suivante : Relation 5) : I k = g 2 (k) - y k . où g 2 (k) est le vecteur [wb x2 ; wb y2 ; wb z2 ] T , c'est-à-dire la mesure du gyromètre G 2 à l'instant k. Le gain de Kalman est défini par la relation suivante : Relation 6) : K k = P k│k - 1 .H k T .(H k .P k│k-1 .H k T + R k ) -1 , où R k est la matrice du bruit de mesure qui caractérise ici le bruit cumulé des gyromètres G 1 et G 2 . La matrice R k est définie par la relation suivante : Relation 7) : où : - les coefficients σ x1 2 , σ y1 2 , σ z1 2 sont des constantes dont les valeurs dépendent du bruit de mesure du gyromètre G 1 , et - les coefficients σ x2 2 , σ y2 2 , σ z2 2 sont des constantes dont les valeurs dépendent du bruit de mesure du gyromètre G 2 , A titre d'illustration, généralement, les coefficients σ x1 2 , σ y1 2 , σ z1 2 , σ x2 2 , σ y2 2 , σ z2 2 sont compris entre 0,0000001 2 deg/s et 0,01 2 deg/s. De plus, puisque le gyromètre G 2 est plus exact que le gyromètre G 1 , les valeurs des coefficients σ x2 2 , σ y2 2 , σ z2 2 sont inférieures et, par exemple deux ou quatre fois inférieures, aux valeurs des coefficients σ x1 2 , σ y1 2 , σ z1 2 . L'équation de mise à jour de l'estimation du vecteur d'état X k est définie par la relation suivante : Relation 8) : X k│k = X k│k-1 + K k .I k . L'équation de mise à jour de l'estimation de la matrice P k de covariance de l'erreur est définie par la relation suivante : Relation 9) : P k│k = (I - K k .H k ).P k│k-1 , où I est la matrice identité. Les nouveaux coefficients d'échelle et de décalage contenus dans le vecteur d'état X k│k ainsi que la matrice P k│k sont enregistrés dans la mémoire 42 en tant que nouveau vecteur d'état X k et nouvelle matrice P k . Ainsi, lors de chaque phase de faible dynamique, le gyromètre G 1 est calibré. Dès lors, lors de la prochaine phase de forte dynamique, l'exactitude du gyromètre G 1 est, dans la pratique, meilleure que l'exactitude e 1 attendue en absence de calibration du gyromètre G 1 . Cela permet donc d'obtenir une mesure de la vitesse angulaire pendant les phases de forte dynamique plus exacte que celle qui aurait été obtenue en absence de calibration régulière du gyromètre G 1 . Chapitre III : Variantes Variantes des capteurs : En variante, le nombre de capteurs mesurant la dérivée temporelle de la même grandeur physique mais avec des exactitudes différentes peut être supérieur à deux. Par exemple, dans un mode de réalisation particulier, l’unité 12 comporte un gyromètre supplémentaire G 3 dont l’exactitude e 3 est inférieure à 0,8e 2 sur une plage de mesures [Gmin 3 ; Gmax 3 ] et supérieure à l’exactitude e 2 en dehors de cette plage. Les bornes Gmin 3 et Gmax 3 sont, respectivement, supérieure à Gmin 2 et inférieure à Gmax 2 . Autrement dit, le gyromètre G 3 est plus exact que le gyromètre G 2 sur une plage de mesures plus réduite que celle du gyromètre G 2 . Ainsi, la situation du gyromètre G 3 vis-à-vis du gyromètre G 2 est la même situation que celle du gyromètre G 2 par rapport au gyromètre G 1 . Dans ces conditions, le procédé qui a été décrit précédemment pour améliorer l’exactitude des mesures de l’unité 12 en utilisant les gyromètres G 1 et G 2 peut aussi être mis en œuvre pour améliorer l’exactitude des mesures en utilisant les gyromètres G 2 et G 3 . Il existe alors trois cas : - cas 1) : la mesure du gyromètre G 1 est en dehors de l’intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ], - cas 2) : la mesure du gyromètre G 1 est comprise dans l’intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ] mais en dehors d’un intervalle [Lmin 3 ; Lmax 3 ], et - cas 3) : la mesure du gyromètre G 1 est comprise dans l’intervalle [Lmin 3 ; Lmax 3 ]. L’intervalle [Lmin 3 ; Lmax 3 ] est égal à la plage [Gmin 3 ; Gmax 3 ] ou est un sous-intervalle de la plage [Gmin 3 ; Gmax 3 ]. Dans le cas 1), c’est la mesure du gyromètre G 1 qui est délivrée sur la sortie 34. Dans le cas 2), c’est la mesure du gyromètre G 2 qui est délivrée sur la sortie 34. Dans le cas 3), c’est la mesure du gyromètre G 3 qui est délivrée sur la sortie 34. De plus, de façon similaire à ce qui a été décrit précédemment, dans le cas 2), le gyromètre G 1 est calibré à partir des mesures du gyromètre G 2 et dans le cas 3), les gyromètres G 1 et G 2 sont calibrés à partir des mesures du gyromètre G 3 de façon similaire à ce qui a été précédemment décrit en référence à la figure 4. Dans une autre variante, la plage [Gmin 3 ; Gmax 3 ] est comprise dans la plage [Gmin 1 ; Gmax 1 ] et située en dehors de la plage [Gmin 2 ; Gmax 2 ]. Dans ce cas, l’exactitude e 3 est inférieure à l’exactitude e 1 dans la plage [Gmin 3 ; Gmax 3 ] mais pas nécessairement inférieure à l’exactitude e 2 . Dans cette variante, il existe trois cas : - cas 1) : la mesure du gyromètre G 1 est en dehors des intervalles [Lmin 2 ; Lmax 2 ] et [Lmin 3 ; Lmax 3 ], - cas 2) : la mesure du gyromètre G 1 est comprise dans l’intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ], et - cas 3) : la mesure du gyromètre G 1 est comprise dans l’intervalle [Lmin 3 ; Lmax 3 ]. Dans le cas 1), c’est la mesure du gyromètre G 1 qui est utilisée. Dans le cas 2), c’est la mesure du gyromètre G 2 qui est délivrée sur la sortie 34 et dans le cas 3), c’est la mesure du gyromètre G 3 qui est délivrée sur la sortie 34. Dans ce cas aussi, la calibration du gyromètre G 1 est réalisée à partir des mesures des gyromètres G 2 et G 3 dans les cas, respectivement, 2) et 3). Dans un mode de réalisation simplifié, les gyromètres G 1 et G 2 comportent seulement un ou deux axes de mesures. En variante, au contraire, ils peuvent aussi comporter plus de trois axes de mesures. Dans ces cas, la taille des matrices utilisées pour corriger et calibrer les capteurs doit être adaptée en conséquence. La plage de mesures du gyromètre et son exactitude n’est pas nécessairement la même pour tous les axes de mesures. Par exemple, l’exactitude du gyromètre peut être moins bonne le long de l’axe z 1 ou z 2 . Toutefois, tout ce qui a été décrit précédemment peut s’adapter sans difficulté particulière à ce cas de figure à partir des explications données dans cette demande. Tout ce qui est décrit dans ce texte dans le cas particulier où les capteurs sont des gyromètres, s’applique à tout capteur qui mesure une dérivée temporelle d’une grandeur physique à estimer. En particulier, cela s’applique à la mesure de l’accélération par le bloc 16. Dans ce cas, le bloc 16 comporte par exemple un accéléromètre A 1 de grande dynamique et un accéléromètre A 2 de faible dynamique mais dont l’exactitude est meilleure que l’exactitude de l’accéléromètre A 1 . Le procédé décrit en référence à la figure 4 peut alors être adapté sans difficulté et mis en œuvre pour améliorer l’exactitude de la mesure de l’accélération du véhicule. Dans ce cas, la transformation de la mesure de l’accéléromètre A 1 pour la faire coïncider avec la mesure de l’accéléromètre A 2 peut nécessiter, en plus d’une rotation, de prendre en compte la vitesse angulaire du support 32 sur lequel sont fixés les deux accéléromètres A 1 et A 2 et la distance qui sépare ces deux accéléromètres A 1 et A 2 afin de compenser, notamment, l’effet de la force centrifuge. En effet, selon l’axe de rotation du support, l’effet de la force centrifuge sur les mesures de l’accéléromètre A 1 peut être différent de ce qui se produit sur l’accéléromètre A 2 . Les calculs permettant une telle compensation des effets de la force centrifuge découlent directement des équations de la physique. Toutefois, si les accéléromètres A 1 et A 2 sont systématiquement soumis à la même force centrifuge, alors une telle compensation de la force centrifuge est omise. Ce qui a été décrit s’applique au capteur qui mesure la dérivée temporelle n-ième d’une grandeur physique à estimer où n est supérieur ou égal à 1 ou à 2 ou à 3. Par exemple, dans le cas d’un gyromètre, n est égal à 1. Dans le cas d’un accéléromètre, n est égal à 2. Variantes de l’opération de calibration : Dans une version simplifiée, la calibration du gyromètre G 1 à partir des mesures du gyromètre G 2 est omise. La calibration a été décrite dans le cas particulier où les coefficients d’échelle non-diagonaux sont non-nuls. Toutefois, il est souvent acceptable de faire l’hypothèse que ces coefficients d’échelle non-diagonaux sont nuls et constants. Dans ce cas, l’opération de calibration est simplifiée puisque tous les coefficients non-diagonaux s ji sont pris égaux à zéro. Dans un autre cas particulier, les coefficients de décalage ou les coefficients d’échelle sont considérés comme constants et ne sont pas estimés lors de l’opération de calibration. Par exemple, dans un cas particulier, il peut être acceptable de considérer que les coefficients Off x , Off y et Off z sont systématiquement égaux à zéro. Ici, les coefficients d’échelle s ji ont jusqu’à présent été considérés comme étant indépendants de la vitesse angulaire mesurée. Dans un autre mode de réalisation, les coefficients d’échelle varient en fonction de la vitesse angulaire mesurée. Par exemple, dans ce cas, chaque coefficient s ji est exprimé sous la forme d’une fonction de la vitesse angulaire mesurée. Ainsi, chaque coefficient s ji est défini par la relation suivante : s ji = f ji (w i ) où f ji est une fonction. Par exemple, la fonction f ji est un polynôme d’ordre n, où n est un nombre entier supérieur ou égal à un. Dans ce cas, chaque coefficient s ji s’écrit sous la forme suivante : où : - a ji , k sont les coefficients du polynôme, et - w i est la vitesse angulaire autour de l'axe i. Les coefficients a ji , k sont alors estimés comme décrit précédemment en utilisant un filtre de Kalman linéaire par exemple. Cette variante permet notamment, en plus, de compenser les défauts de linéarité de la mesure du gyromètre G 1 . L’ordre n du polynôme n’est pas nécessairement le même pour chaque coefficient s ji . Par exemple, il peut être choisi plus grand pour les coefficients diagonaux et plus petit pour les coefficients non-diagonaux. Pendant les phases de faible dynamique, il n’est pas nécessaire de déclencher l’opération de calibration à chaque instant k où une mesure brute du gyromètre G 1 est acquise. Par exemple, l’opération de calibration est déclenchée uniquement à un instant k sur deux ou encore à une fréquence inférieure. De nombreux autres modes de réalisation du filtre 34 sont possibles. Par exemple, le filtre 34 peut être un filtre de Kalman linéaire, un filtre de Kalman étendu ou EKF (« Extended Kalman Filter »), un filtre UKF (« Unscented Kalman Filter ») ou encore un filtre de Kalman adaptatif. Ici, les coefficients d'échelle et de décalage sont établis de manière à minimiser l'écart entre les mesures gc 1 (k) et gb 2 (k). Pour cela, l'algorithme d'estimation a été décrit dans le cas particulier où il s'agit d'un filtre de Kalman linéaire. Toutefois, tout autre algorithme d'estimation permettant de résoudre le même problème peut être utilisé. A titre d'exemple d'autres algorithmes d'estimation utilisables, on peut citer les algorithmes suivants : l'algorithme des moindres carrés récursifs connu sous l'acronyme RLS (« recursive least squares »), un estimateur de maximum de vraisemblance ou tout autre estimateur déterministe. Variantes du procédé : Les coefficients d’échelle et de décalage peuvent être initialisés différemment. Par exemple, en variante, avant la mise hors tension du bloc 16, l’unité 30 enregistre les valeurs courantes de ces différents coefficients dans la mémoire 42. Ensuite, lors de la prochaine exécution de l’opération 70, les valeurs initiales de ces différents coefficients sont prises égales aux valeurs courantes enregistrées dans la mémoire 42. De même, les coefficients de la matrice P k peuvent être initialisés à partir des valeurs courantes de ces coefficients enregistrées dans la mémoire 42 avant la dernière mise hors tension du bloc 16. Si l’écart entre les instants t 1 et t 2 où l’unité 30 acquiert les mesures, respectivement, des gyromètres G 1 et G 2 n’est pas négligeable, alors il est intéressant d'implémenter ce qui suit. Lors de l’opération 72 d’acquisition des mesures brutes du gyromètre G 1 , la mesure brute du gyromètre G 1 est d’abord extrapolée pour obtenir la valeur de la mesure brute de ce gyromètre G 1 à l’instant t 2 . Pour cela, il est par exemple procédé comme décrit dans l’article suivant : Matveev V.A.,et al : “Prediction and compensation of errors of inertial navigation systems”, Proc. Of IEEE Intern. Symposium on Industrial Electronics, 1992. Si les axes de mesures des gyromètres G 1 et G 2 sont parfaitement alignés ou si le décalage angulaire entre ces axes de mesures n’est pas connu, l’opération 74 peut être omise. L’opération 74 peut aussi être réalisée différemment. Par exemple, au lieu de faire coïncider la mesure du gyromètre G 1 sur la mesure du gyromètre G 2 , il est aussi possible de faire l’inverse. Dans ce cas, l’opération de transformation consiste à exprimer la mesure du gyromètre G 2 dans le repère x 1 , y 1 et z 1 . En variante, l’opération 74 est intégrée à l’opération 78 de correction de la mesure du gyromètre G 1 . Dans ce cas, les bornes Lmin 2 et Lmax 2 doivent être ajustées pour tenir compte du fait que la mesure du gyromètre G 1 est exprimée dans le repère x 1 , y 1 et z 1 . Dans le cas où les coefficients d’échelle pour un axe de mesures sont indépendants des mesures réalisées sur les autres axes de mesures, le procédé de la figure 4 peut être mis en œuvre indépendamment pour chacun des axes de mesures. Dans ce cas, seule l’une des conditions 1) à 3) précédemment décrites est vérifiée lors de l’opération 76. L'opération 78 de correction peut aussi être réalisée à la place de l'opération 74. L'opération 78 peut aussi être réalisée entre l'opération 74 et l'opération 76. Dans ces deux cas, lors de l'opération 76, c'est la mesure corrigée gc 1 (k) obtenue à partir de la mesure gb 1 (k) qui est comparée à l'intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ] et non pas directement la mesure brute gb 1 (k). Éventuellement, l'opération 80 peut aussi être précédée d'une opération de correction de la mesure brute du capteur G 2 en fonction de coefficients de correction pré-enregistrés dans la mémoire 42. Dans ce cas, la mesure délivrée sur la sortie 34 est différente de la mesure brute gb 2 (k) réalisée par le capteur G 2 . De préférence, la matrice P k est mise à jour à chaque fois que l’opération 74 est exécutée. Grâce à cela, la matrice P k utilisée pour calibrer les coefficients d’échelle et de décalage lors de l’opération 82 est à jour. Cela améliore sensiblement la calibration du gyromètre G 1 et donc l’exactitude de la vitesse angulaire mesurée pendant les phases de forte dynamique. Autres variantes : Le système 6 décrit ici peut être utilisé dans d'autres véhicules comme un avion, un bateau ou un sous-marin. De façon générale, on désigne ici par "véhicule" tout objet susceptible de se déplacer et équipé d'un système 6 fixé sur cet objet pour déterminer sa position et son orientation. Par exemple, le véhicule peut être un missile, une fusée, un smartphone, un ordinateur portable ou similaire. Le déclenchement de la calibration du capteur moins précis, uniquement lorsque sa mesure est comprise dans l’intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ], peut aussi être mis en œuvre avec des capteurs dont les mesures ne sont pas ensuite intégrées pour obtenir une estimation d’une grandeur physique. Par exemple, les deux capteurs G 1 et G 2 peuvent être remplacés par des magnétomètres, des capteurs de température, des capteurs de pression, des capteurs de force, des capteurs de distance, des capteurs de vitesse ou autres. Ainsi, l’étape 54 lors de laquelle ces mesures sont intégrées peut être omise en variante. Chapitre IV : Avantages des modes de réalisation décrits : Le procédé décrit permet d’améliorer l’exactitude de la mesure de la dérivée temporelle de la grandeur physique sans pour autant dégrader la plage de mesures possible pour cette dérivée temporelle. L’amélioration de l’exactitude est particulièrement importante dans les procédés qui estiment une grandeur physique en intégrant les mesures d’une dérivée temporelle de cette grandeur physique. En effet, dans ce contexte, à cause de l’étape d’intégration, l’erreur sur l’estimation de la grandeur physique augmente au fur et à mesure du temps. Il est donc très important dans ce contexte que l’exactitude du capteur qui mesure la dérivée temporelle soit bonne. Or, plus un capteur est exact, plus la plage de mesures est réduite. Ainsi, aujourd’hui, bien qu’il existe des capteurs plus exacts, ceux-ci ne sont pas utilisés car leur plage de mesures est trop réduite. Seuls les capteurs les moins précis, qui présentent une plage de mesures suffisante, sont utilisés en pratique. Toutefois, il a été observé que dans ce contexte, en réalité, le nombre de fois où l’amplitude de la dérivée partielle mesurée est grande est très inférieur au nombre de fois où l’amplitude de la dérivée partielle mesurée est petite. Autrement dit, bien que la plage dans laquelle l’amplitude de la dérivée partielle varie est grande, l’essentiel des mesures de cette dérivée partielle sont situées dans une plage beaucoup plus réduite. Cela provient du fait qu’une amplitude importante de la dérivée partielle correspond à une variation très rapide de la grandeur physique estimée. Or, pour des raisons physiques, les variations très rapides de la grandeur physique sont rares. Par exemple, dans le cas d’un véhicule automobile équipé du système 6, la plupart du temps, la vitesse angulaire varie lentement. Dès lors, avec le procédé décrit ici, la plupart du temps ce sont les mesures du capteur le plus exact qui sont utilisées, ce qui se traduit par une amélioration significative de l’exactitude de l’estimation de la grandeur physique. De plus, le procédé décrit ici permet d’améliorer l’exactitude de la mesure de la dérivée temporelle sans pour autant dégrader la plage de mesures possible. Les capteurs présentant une exactitude standard ou mauvaise présentent aussi souvent une dérive de la mesure au cours du temps. Ceci est particulièrement vrai pour les capteurs simples et donc peu coûteux. Ainsi, si rien n’est fait, leur exactitude se dégrade progressivement au fur et à mesure du temps. Le fait de le recalibrer régulièrement pendant les phases de faible dynamique permet donc de limiter cette dégradation de l’exactitude du capteur de forte dynamique. De plus, cette calibration est réalisée à partir des mêmes mesures du capteur de faible dynamique que celles utilisées pour estimer la grandeur physique. Ainsi, la calibration du capteur à forte dynamique ne nécessite pas la réalisation de mesures supplémentaires. Du fait que le capteur à forte dynamique est calibré régulièrement, lorsque ses mesures sont utilisées pendant une phase de forte dynamique, son exactitude est améliorée. Ce qui permet en fin de compte d’améliorer l’exactitude de l’estimation de la grandeur physique. De plus, puisque les phases de forte dynamique sont courtes, le capteur à forte dynamique n’a pas le temps de dériver substantiellement pendant cette phase de forte dynamique. Cela participe aussi à l’obtention d’une estimation exacte de la grandeur physique. Procédé d'estimation d'une grandeur physique dont une dérivée temporelle est apte à varier dans une plage [min 1 , max 1 ] prédéfinie, ce procédé comportant, pour chaque instant k d'une suite temporelle d'instants d'échantillonnage, les étapes suivantes : 1) la réalisation (72) d'une première mesure brute mb 1 (k) de la dérivée temporelle à l'instant k à l'aide d'un premier capteur d'un bloc de mesures, l'exactitude de ce premier capteur étant égale à e 1 sur toute la plage [min 1 , max 1 ], puis 2) la délivrance (80, 82) par le bloc de mesures d'une mesure de la dérivée temporelle à l'instant k, puis 3) l'intégration (54) des différentes mesures de la dérivée temporelle, délivrées jusqu'à l'instant k par le bloc de mesures, pour obtenir l'estimation de cette grandeur physique à l'instant k, caractérisé en ce que le procédé comporte également pour chaque instant k : - la réalisation (72) d'une seconde mesure brute mb 2 (k) de la dérivée temporelle à l'instant k à l'aide d'un second capteur du bloc de mesures, l'exactitude de ce second capteur étant égale à e 2 sur toute une plage [min 2 , max 2 ] et supérieure à l'exactitude e 1 en dehors de cette plage [min 2 , max 2 ], où : - l'exactitude e 2 est inférieure à 0,8e 1 , et - les bornes min 2 et max 2 sont, respectivement, supérieure à min 1 et inférieure à max 1 , - l'obtention, à partir de la première mesure brute mb 1 (k), d'une première mesure m 1 (k) de la dérivée temporelle par le premier capteur et la comparaison (76) de cette mesure m 1 (k) à un intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ] identique à la plage [min 2 , max 2 ] ou compris à l'intérieur de la plage [min 2 , max 2 ], - si la mesure m 1 (k) est en dehors de l'intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ], la délivrance (80), par le bloc de mesures, d'une mesure de la dérivée temporelle à l'instant k obtenue à partir de la mesure mb 1 (k) et sans utiliser la mesure mb 2 (k) , et - si la mesure m 1 (k) est à l'intérieur de l'intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ], la délivrance (82), par le bloc de mesures, d'une mesure de la dérivée temporelle à l'instant k obtenue à partir de la mesure mb 2 (k) et sans utiliser la mesure mb 1 (k). Procédé selon la revendication 1, dans lequel : - l'obtention de la mesure de la dérivée partielle à l'instant k à partir de la mesure mb 1 (k) comporte la correction (78) de cette mesure brute mb 1 (k) en la multipliant ou en l'additionnant avec un coefficient de correction pré-enregistré pour obtenir une mesure corrigée, et - lorsque la mesure m 1 (k) est à l'intérieur de l'intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ], le procédé comporte la calibration (82) de ce coefficient de correction en fonction de la mesure mb 2 (k) et lorsque la mesure m 1 (k) est en dehors de l'intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ], ce coefficient de correction n'est pas calibré en fonction de la mesure mb 2 (k). Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'écart, en valeur absolue entre les bornes Lmax 2 et max 2 est inférieur à 0,3max 2 et l'écart, en valeur absolue, entre les bornes Lmin 2 et min 2 est inférieur à 0,3min 2 . Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, lorsque la mesure m 1 (k) est à l'intérieur de l'intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ], le bloc de mesures délivre (80) la mesure mb 2 (k). Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier et le second capteurs sont soit des gyromètres soit des accéléromètres. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les mesures de la dérivée temporelle par le premier et le second capteurs sont réalisées (72) simultanément. Procédé de pilotage d'un véhicule en fonction d'une grandeur physique, ce procédé comportant : - des phases de faible dynamique pendant la durée desquels une dérivée temporelle de la grandeur physique est continûment à l'intérieur d'un intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ] entrecoupées de phases de forte dynamique pendant la durée desquels la dérivée temporelle est continûment en-dehors de l'intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ] et à l'intérieur d'un intervalle [min 1 ; max 1 ], les phases de faible dynamique représentant, en moyenne, plus de 50% du temps de pilotage du système, et - l'estimation (54) de la grandeur physique à partir de mesures de la dérivée temporelle de cette grandeur physique, caractérisé en ce que l'estimation (54) de la grandeur physique est réalisée en mettant en œuvre un procédé d'estimation de cette grandeur physique conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, la plage de mesures du premier capteur englobant l'intervalle [min 1 ; max 1 ] et la plage de mesures du second capteur étant égale ou englobant l'intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ]. Procédé selon la revendication 7, dans lequel la durée moyenne d'une phase de forte dynamique est inférieure à dix fois la durée moyenne d'une phase de faible dynamique. Unité d'estimation d'une grandeur physique dont une dérivée temporelle est apte à varier dans une plage [min 1 , max 1 ] prédéfinie, cette unité comportant : - un bloc (16) de mesures apte à délivrer sur une sortie (34) une mesure de la dérivée temporelle à un instant k, ce bloc de mesures comportant à cet effet un premier capteur (G 1 ) apte à réaliser une première mesure brute mb 1 (k) de la dérivée temporelle à l'instant k, l'exactitude de ce premier capteur étant égale à e 1 sur toute la plage [min 1 , max 1 ], - un calculateur (20) configuré pour intégrer les différentes mesures de la dérivée temporelle délivrées jusqu'à l'instant k par le bloc de mesures pour obtenir l'estimation de cette grandeur physique à l'instant k, caractérisé en ce que le bloc (16) de mesures comporte : - un second capteur (G 2 ) apte à réaliser une seconde mesure mb 2 (k) de la dérivée temporelle à l'instant k, l'exactitude de ce second capteur étant égale à e 2 sur toute une plage [min 2 , max 2 ] et supérieure à l'exactitude e 1 en dehors de cette plage [min 2 , max 2 ], où : - l'exactitude e 2 est inférieure à 0,8e 1 , et - les bornes min 2 et max 2 sont, respectivement, supérieure à min 1 et inférieure à max 1 , - une unité (30) de calcul configurée pour : - obtenir, à partir de la première mesure brute mb 1 (k), une première mesure m 1 (k) de la dérivée temporelle par le premier capteur et comparer cette mesure m 1 (k) à un intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ] identique à la plage [min 2 , max 2 ] ou compris à l'intérieur de la plage [min 2 , max 2 ], - si la mesure m 1 (k) est en dehors de l'intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ], délivrer sur la sortie du bloc de mesures, une mesure de la dérivée temporelle à l'instant k obtenue à partir de la mesure mb 1 (k) et sans utiliser la mesure mb 2 (k) , et - si la mesure m 1 (k) est à l'intérieur de l'intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ], délivrer sur la sortie du bloc de mesures, une mesure de la dérivée temporelle à l'instant k obtenue à partir de la mesure mb 2 (k) et sans utiliser la mesure mb 1 (k). Bloc (16) de mesures de la dérivée temporelle d'une grandeur physique, pour la réalisation d'une unité d'estimation de cette grandeur physique conforme à la revendication 9, ce bloc de mesures comportant : - une sortie (34) sur laquelle il délivre la mesure de la dérivée temporelle à un instant k, - un premier capteur (G 1 ) apte à réaliser une première mesure brute mb 1 (k) de la dérivée temporelle à l'instant k, l'exactitude de ce premier capteur étant égale à e 1 sur toute la plage [min 1 , max 1 ], caractérisé en ce que le bloc (16) de mesures comporte : - un second capteur (G 2 ) apte à réaliser une seconde mesure mb 2 (k) de la dérivée temporelle à l'instant k, l'exactitude de ce second capteur étant égale à e 2 sur toute une plage [min 2 , max 2 ] et supérieure l'exactitude e 1 en dehors de cette plage [min 2 , max 2 ], où : - l'exactitude e 2 est inférieure à 0,8e 1 , et - les bornes min 2 et max 2 sont, respectivement, supérieure à min 1 et inférieure à max 1 , - une unité (30) de calcul configurée pour : - obtenir, à partir de la première mesure brute mb 1 (k), une première mesure m 1 (k) de la dérivée temporelle par le premier capteur et comparer cette mesure m 1 (k) à un intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ] identique à la plage [min 2 , max 2 ] ou compris à l'intérieur de la plage [min 2 , max 2 ], - si la mesure m 1 (k) est en dehors de l'intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ], délivrer sur la sortie du bloc de mesures, une mesure de la dérivée temporelle à l'instant k obtenue à partir de la mesure mb 1 (k) et sans utiliser la mesure mb 2 (k) , et - si la mesure m 1 (k) est à l'intérieur de l'intervalle [Lmin 2 ; Lmax 2 ], délivrer sur la sorite du bloc de mesures, une mesure de la dérivée temporelle à l'instant k obtenue à partir de la mesure mb 2 (k) et sans utiliser la mesure mb 1 (k).