Gyroscope, accéléromètre et magnétomètre du téléphone : comment ils fonctionnent ensemble
La conscience spatiale de votre téléphone vient de trois capteurs inertiels travaillant de concert :
📐 Gyroscope — Vitesse rotation
- Mesure la vitesse angulaire autour de 3 axes : tangage (avant/arrière), roulis (côté/côté), lacet (torsion)
- Réponse ultra-rapide (kHz) — capte micro-mouvements
- Dérive dans le temps (erreur intégration) — nécessite fusion capteurs
- MEMS : masse de preuve vibrante, effet Coriolis
📏 Accéléromètre — Accélération linéaire + gravité
- Mesure l'accélération propre (mouvement + vecteur gravité)
- Statique : pointe vers centre Terre (référence inclinaison)
- Dynamique : détecte secousses, tapotements, pas, mouvement véhicule
- Plus lent, plus bruité que gyro pour rotation
- MEMS : ressort-masse capacitif
🧭 Magnétomètre — Champ magnétique terrestre
- 3 axes fluxgate ou Hall — mesure vecteur champ
- Agit comme boussole numérique (cap)
- Sensible interférences locales (aimants, HP, métal, coques)
- Nécessite calibration (mouvement en 8)
🎼 Fusion capteurs — La symphonie
OS combine les trois via filtre Kalman / filtre complémentaire :
- Gyro : court terme, haute fréquence rotation
- Accel : long terme référence gravité, mouvement linéaire
- Mag : cap absolu (lacet) correction
- Sortie : quaternion orientation stable 9-DoF (ou 6-DoF)
Applications réelles
| Fonction | Capteurs utilisés |
|---|---|
| Rotation auto écran | Accel (principal) + Gyro |
| Jeux mouvement (course, visée) | Gyro (principal) + Accel |
| AR / VR (ARCore, ARKit) | Les 3 + caméra (VIO) |
| Comptage pas / fitness | Accel (principal) + Gyro |
| Boussole / cap Maps | Mag + Accel (compensation inclinaison) |
| Stabilisation image (OIS/EIS) | Gyro (principal) |
| Geste (retourner pour muet, lever pour réveil) | Accel + Gyro |
Spécs clés (téléphone moderne typique)
- Gyro : ±2000°/s, bruit ~0,001°/√Hz
- Accel : ±16g, bruit ~50 µg/√Hz
- Mag : ±50 µT, bruit ~0,1 µT
- Taux mise à jour : 100–1000 Hz