Thèse soutenue

Estimation de la direction de marche à partir de capteurs inertiels et magnétiques portés dans la main
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Auteur / Autrice : Christophe Combettes
Direction : Valérie RenaudinFrançois Peyret
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Automatique et Informatique Appliquée
Date : Soutenance le 17/10/2016
Etablissement(s) : Nantes
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et technologies de l'information et mathématiques (Nantes)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux (France ; 2011-2019)
Jury : Président / Présidente : François Peyret
Examinateurs / Examinatrices : Hassen Fourati
Rapporteurs / Rapporteuses : Olivier Michel, Bertrand Merminod

Mots clés

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Résumé

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La technologie d’aujourd’hui donne la possibilité à chacun de se localiser grâce à son smartphone. Cependant les milieux intra-muros restent encore relativement dépourvus en service de géolocalisation. Pour des raisons d’ubiquité, les centrales inertielles et magnétiques de technologie MEMS présentes dans les smartphones offrent une solution pour la navigation pédestre. Dans ce contexte la stratégie « Pedestrian Dead-Reckoning » s’avère intéressante car elle limite la dérive temporelle de l’estimation de la distance parcourue. Cependant, l’estimation de la direction de marche s’avère critique dans la stratégie PDR, les mouvements de la main présentant un certain désordre/désalignement qui rend difficile une telle estimation. Dans un premier temps, l’estimation de l’orientation de la centrale inertielle est affinée afin de projeter avec un minimum d’erreur les mesures inertielles dans le plan horizontal. Un filtre d’estimation de l’orientation paramétré en quaternions et basé sur une exploitation opportune des champs magnétiques et de gravité a été développé. Dans un second temps, il s’agit d’estimer la direction de marche. Les méthodes de l’état de l’art proposent une estimation de la direction de marche à partir de la maximisation de l’énergie du signal. Cette approche est sensible aux mouvements de la main. Nous proposons une nouvelle approche basée sur les théories des probabilités et de l’information qui s’inspire de la description biomécanique de la marche. Des validations expérimentales sont conduites pour analyser les performances d’estimation de la direction de marche qui est directement reliée à la qualité de l’estimation du positionnement.