Contribution à l'évaluation de la commande des fauteuils électriques en environnement contraint à l'aide de la réalité virtuelle

par Hafid Niniss

Thèse de doctorat en Automatique et traitement du signal

Sous la direction de René Husson.

Soutenue en 2003

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL .

mots clés

• Simulation par ordinateur
• Fauteuils roulants
• Robots -- Systèmes de commande

Résumé

Ce travail concerne la réalisation d'un systéme de simulation pour fauteuils roulants, dans le but d'évaluer les aptitudes d'une personne à piloter un fauteuil électrique. Le choix de la Réalité Virtuelle se justifie principalement par la sécurité des tests (collisions avec l'environnement). De plus, la simulation donne accès à un monde où tout est mesurable, et ceci sans capteur supplémentaire (posture du fauteuil, actions sur les organes de commande. . . ). Cette multitude de mesures virtuelles sert à mettre en évidence et quantifier l'aptitude qu'a l'utilisateur à piloter un type de fauteuil donné. Ce mémoire débute par un Etat de l'Art sur les simulateurs généraux ainsi que ceux dédiés aux fauteuils roulants. Le deuxième chapitre est dédié à l'élaboration d'un modèle de simulation utilisé pour naviguer dans une scène virtuelle. Dans cette partie, nous étudions la cinématique et la dynamique d'un fauteuil électrique utilisé pour nos tests. Pour compléter cette étude, nous modélisons son système de perception. Le troisième chapitre quant à lui présente la conception, la réalisation et l'évaluation du système de simulation concu. Il débute par la présentation du simulateur (partie logicielle du système de simulation) et de la plateforme de simulation (partie matérielle), puis se poursuit par l'évaluation du système, en mettant en évidence ses possibilités et ses limites. Le quatrième et dernier chapitre est consacré à l'évaluation d'un utilisateur de fauteuil électrique. Après avoir proposé et discuté des critères d'évaluation, nous présentons le protocole expérimental, ainsi que les premiers résultats obtenus. Une discussion de ces résultats vient clore ce chapitre. Finalement nous concluons sur le travail réalisé et les perspectives envisagées à court et moyen terme.

Titre traduit

Contribution to the assessment of the controls of powered wheelchairs evolving in constrained environments using virtual reality

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