Contributions à l'estimation d'attitude chez l'animal ou l'homme par fusion de données inertielles et magnétiques : de la reconstitution de la posture vers la navigation à l'estime Contributions to the attitude estimation of the animal or human based on inertial and magnetic data fusion,from the reconstitution of the posture toward the dead reckoning estimation de l'attitude et de la posture quaternion capteurs inertiels et magnétiques fusion de données multi-capteurs observateurs filtres complémentaires bio-logging Pas de mots clés en anglais 518 Quaternions Thèses et écrits académiques Biotélémétrie Thèses et écrits académiques Gestes Thèses et écrits académiques Microcapteurs Thèses et écrits académiques Animaux Thèses et écrits académiques Ce manuscrit est centré sur l'estimation de l'attitude d'un corps évoluant dans un espace 3D. Le cadre de l'étude est la reconstitution de la posture, des accélérations propres, des déplacements et de leur coût chez l'animal sauvage dans un contexte environnemental (application au Bio-logging). Dans ce contexte, la représentation de l'attitude choisie est le quaternion, et les données de mesures accessibles sont uniquement issues d'une triade de capteurs comportant un accéléromètre, un magnétomètre et un gyromètre. Trois approches différentes estimant le quaternion à partir de ces données ont alors été proposées. La première est écrite sous la forme d'un observateur non linéaire additif et utilise la technique d'addition de quaternion pour la mise à jour des estimés de l'attitude. La deuxième et la troisième approche sont représentées, respectivement, par un observateur à modes glissants et un filtre complémentaire. La technique de mise à jour utilisée au sein de ces deux dernières approches repose sur la multiplication de quaternion. Les résultats obtenus à l'issue des simulations théoriques et expérimentales sont satisfaisants en termes de précision de l'estimation de l'attitude et sont promoteurs par rapport à l'application au Bio-logging. Nous avons présenté à la fin de ce manuscrit une approche de navigation à l'estime permettant de remonter au parcours 3D et à la position d'un animal à locomotion pédestre en exploitant uniquement les données issues d'une unité inertielle. Les résultats expérimentaux obtenus par cette approche préliminaire sont encourageants. Ces résultats restent prometteurs pour une application au contexte du Bio-logging. This manuscript focuses on the attitude estimation problem of a body moving in 3D space. This study is devoted to the reconstruction of the posture, linear accelerations, positions and their cost in fre ranging animal where the access to GPS locations is limited (application in Bio-logging). In this context, the chosen attitude representation is the quaternion, and the available data are only from a triad of sensors including a 3-axis accelerometer, a 3-axis magnetometer and a 3-axis gyroscope. Three approaches to estimate the quaternion from these data set were then proposed. The first is based on an additive nonlinear observer design and uses the quaternion addition technique for updating attitude estimates. The second and third approaches propose the design of a sliding mode observer and a complementary filter, respectively. The update of the estimates used in these last two approaches is based on quaternion multiplication. This technique shows that it is a good alternative and seems more appropriate for the quaternion algebra. The obtained results from both simulations and experimental studies show the efficiency of these approaches to reconstruct the attitude with a good accuracy for the Biologging application and allow estimating also the linear acceleration and the energetic index of the animal. Moreover, a dead reckoning approach is proposed to estimate the 3D position of pedestrian locomotion animal by exploiting only data from an inertial measurement unit. The obtained experimental results in the case of human locomotion, with an adjusted velocity, are satisfactory and remain promising for the application of this approach in Bio-logging. Electronic Thesis or Dissertation Text fr France PDF https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2010/FOURATI_Hassen_2010.pdf Université de Strasbourg Strasbourg Fourati Hassen 1983-01-01T00:00:00 FR 069467528 http://www.theses.fr/2010STRA6153 2010STRA6153 2010-11-29T00:00:00 Automatique et robotique Université de Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Handrich Yves 121312631 Manamanni Noureddine 145522601 Afilal Lissan 149995989 École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) ED269 156504863 ddc:510