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
Langue Français
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Auteur : Fourati, Hassen
Date de soutenance : 29-11-2010

Directeur(s) de thèse : Handrich, Yves - Manamanni, Noureddine - Afilal, Lissan

Établissement de soutenance : Université de Strasbourg
École doctorale : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
 
Discipline : Automatique et robotique
Classification : Mathématiques

Mots-clés libres : estimation de l'attitude et de la posture , quaternion , capteurs inertiels et magnétiques , fusion de données multi-capteurs , observateurs , filtres complémentaires , bio-logging
Mots-clés :
  • 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
Résumé : 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.
 
Type de contenu : Text
 
Entrepôt d'origine : Ressource locale
Identifiant : ecrin-ori-303581
Type de ressource : Thèse