Thèse soutenue

Traitement embarqué de signaux issus de capteurs pour les systèmes de réveil acoustiques et les dispositifs magnéto-inertiels de capture de mouvement
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Auteur / Autrice : Manon Fourniol
Direction : Edith Kussener-CombierRémy Vauché
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences pour l'ingénieur. Micro et nanoélectronique
Date : Soutenance le 17/12/2020
Etablissement(s) : Aix-Marseille
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Sciences pour l'Ingénieur : Mécanique, Physique, Micro et Nanoélectronique (Marseille)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Matériaux Microélectronique Nanosciences de Provence (IM2NP) (Marseille, Toulon)
Jury : Président / Présidente : Serge Weber
Examinateurs / Examinatrices : Fayrouz Haddad, Guillaume Rao
Rapporteurs / Rapporteuses : Olivier Berder, Luc Hebrard

Résumé

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Ces travaux de thèse portent sur le traitement embarqué de signaux issus de capteurs pour les systèmes de réveil acoustiques et les dispositifs magnéto-inertiels de capture du mouvement. Le manuscrit est ainsi découpé en deux parties. La première concerne le traitement embarqué analogique du signal pour la mise en oeuvre de systèmes de réveil acoustiques dédiés à l’enregistrement de signaux ultrasonores pour l'écoute d’espèces animales. En effet, l’enregistrement en continu limite grandement l’autonomie de ces enregistreurs, tant du point de vue de l’énergie que du stockage. Ainsi, deux implémentations d’un système de réveil acoustique ont été réalisées sur circuits-imprimés : l’une basée sur le module CTMU des microcontrôleurs « PIC24F », et l’autre reproduisant la même structure sans composant programmable. Enfin, une dernière implémentation a été réalisée en technologie intégrée CMOS 0,35μm et étudiée à l’aide de simulations. La deuxième partie concerne quant à elle le traitement embarqué logiciel pour la mise en oeuvre de dispositifs magnéto-inertiels de capture du mouvement utilisables à domicile, dédiés à l’évaluation de la mobilité et à la rééducation. Pour cela, un dispositif communicant de type bracelet, contenant un accéléromètre, un gyroscope et un magnétomètre est ici envisagé. Plusieurs algorithmes comme le filtre de Kalman et le filtre complémentaire, pour différentes combinaisons de capteurs, ont été étudiés. Des tests ont été effectués sur un bras robotique et sur des patients et les résultats obtenus sont comparés à un système de capture du mouvement de référence