Description
Date depot: 1 janvier 1900
Titre: Fusion GNSS indoor et inertiel pour du positionnement décimétrique
Directeur de thèse:
Luc Nel SAMAMA (SAMOVAR)
Domaine scientifique: Sciences et technologies de l'information et de la communication
Thématique CNRS : Non defini
Resumé:
Le sujet de recherche proposé dans le cadre de cette thèse est le fruit de la collaboration entre Télécom SudParis et le CEA-LIST. Ces deux acteurs ont adopté des approches différentes pour aborder la problématique de la géolocalisation.
Approche inertielle: le Laboratoire des Interfaces Sensorielles et Ambiantes (LISA) du CEA-LIST a développé une approche pour reconstruire la trajectoire du movement du piéton à partir de mesures d’accélération et de vitesse de rotation issues d’un système de navigation inertielle embarqué par le piéton. L’originalité de l’approche adoptée par rapport à celles présentes dans la littérature de référence est la manière avec laquelle est exploitée la connaissance a priori de l’emplacement de la centrale inertielle et de la cartographie des lieux. En effet, inspirées de la mise à jour de la vitesse égale zéro (ZUPT) [6], lors de la pose du pied par terre, des pseudo-mesures d’attitude et de position ont été definies afin d’exploiter cette connaissance de manière efficiente.
Approche GNSS: le Groupe Navigation de Télécom SudParis travaille depuis plusieurs années sur des systèmes de positionnement en intérieur utilisant les signaux des constellations de satellites de navigation (GNSS). En effet, les terminaux mobiles modernes intègrent où intégrerons à court terme tous un récepteur GNSS. Afin de permettre un fonctionnement dans tous les types d’environnements, les approches développées reposent sur le déploiement local d’une infrastructure dédiée. Cette dernière est relativement légère à mettre en place et réduite (typiquement une dizaine d’émetteurs pour un bâtiment de 40m × 40m sur quatre étages). L’idée de base est alors de procéder à des mesures de temps de parcours du signal des émetteurs au récepteur afin de mener un calcul de multilatération. Les points durs sont la gestion des trajets multiples ainsi que les effets d’éblouissement radio. Ces deux difficultés ont fait l’objet de traveaux de fond.
Les technologies développées par Télécom SudParis et le CEA-LIST sont tout à fait pertinentes prises séparément mais ont chacune des limites ou des contraintes. Nous proposons dans le cadre de cette thèse d’exploiter les complémentarités de ces technologies afin d’adresser la problématique de géolocalisation. L’ intérêt de l’approche proposée et de tirer profit de la force de chaque technique en proposant une architecture matérielle en mesure de s’adapter aux contextes à adresser : intérieur, extérieur et transitions. Cependant, la thèse restera principalement orientée vers les milieux intérieurs.
Ce projet de recherche, de par son caractère pluridisciplinaire et les applications visées, propose une véritable alternative aux travaux actuels en proposant une approche novatrice pour la localisation et géolocalisation de cibles mobiles en environnements contraints. Les difficultés inhérentes de ce champ thématique sont liées d’une part aux grandes capacités de navigation offertes au piéton contrairement à un véhicule terrestre, et d’autre part, aux contraintes fortes associées à l’embarquabilité et à la restitution en temps réel de l’information à l’utilisateur. Une autre difficulté majeure réside dans la très grande diversité des environnement potentiels : certains pourraient être « instrumentés » alors que c’est impossible dans d’autres. Certains sont de dimensions et de formes telles que des techniques de positionnement relatives sont potentiellement très performantes (couloirs ou zones contraintes) alors pour d’autres un positionnement absolu semble être incontournable (halls, zones d’orientation de grande dimension ou encore enceinte d’exposition ou sportive). Ainsi, nous pensons que la fusion de techniques permettant la prise en compte de cette deversité d’environnements est une des clés du succès d’un futur système de positionnement indoor réellement efficace. Pour ce faire, nous proposons de développer une approche multimodale valable autant en intérieur qu’a l’extérieur : le système ainsi obtenu devient alors véritablement « global » au sens des Global Navigation Satellite Systems (GNSS).
Une partie importante de la thèse consistera à étudier des modes de fonctionnement dégradés dans lesquels une technique seuls n’est pas capable d’acquérir un nombre suffisant de mesures afin de proposer un positionnement. Dans de tels cas, il est nécessaire de trouver des mécanismes de fusion afin d’obtenir la position du terminal à partir de données parcellaires.
Doctorant.e: Lu Ye