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THESIS

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Taia Alaoui F (2018), "Navigation des personnes aux moyens des technologies des smartphones et des données d'environnements cartographiés". Thesis at: Université Bretagne-Loire. , pp. 153 p.
Abstract: La navigation inertielle grâce aux capteurs intégrés dans les smartphones permet d'assurer une géolocalisation continue meme en absence de signal GNSS. Ces capteurs bas coût délivrent néanmoins des mesures bruitées qui engendrent une dérive de la trajectoire. La technique PDR qui est une technique de navigation inertielle par détection de pas souffre de deux limites principales. La première est l'estimation de la longueur de pas car cette dernière dépend des caractéristiques physiques de chaque utilisateur, et la seconde est le résultat d'une dérive angulaire combinée avec un biais lié au portage du capteur à la main. Dans le contexte du projet HAPPYHAND, ce travail s'intéresse à l'exploitation de la carte pour corriger ces différentes erreurs. Un réseau de navigation topologique est exploité pour corriger à la fois les erreurs angulaires et calibrer le modèle de longueur de pas. Ce modèle est ensuite augmenté par un processus de mise à jour de position par détection de points d'intérêt.
BibTeX:
@phdthesis{TAIAALAOUI2018,
  author = {Taia Alaoui, Fadoua},
  title = {Navigation des personnes aux moyens des technologies des smartphones et des données d'environnements cartographiés},
  school = {Université Bretagne--Loire},
  year = {2018},
  pages = {153 p}
}
Ni ZHU (2018), "Modélisation du canal de propagation GNSS en milieu contraint :Contribution à l'amélioration de la qualité de service de géolocalisation". Thesis at: Université de Lille. , pp. 220p.
Abstract: Au cours des dernières décennies, de plus en plus d'applications de transport urbain basées sur les systèmes de positionnement par satellites (GNSS) ont vu le jour. Des applications exigent une fiabilité critique comme le télépéage basé sur l'utilisation du GNSS, pour lesquelles des erreurs de positionnement peuvent entrainer de graves conséquences. Pourtant, les environnements urbains présentent de grands défis pour le positionnement GNSS en raison de l'existence des trajets multiples et des signaux NLOS (None-Line-of-Sight). Le concept d'intégrité GNSS, qui est défini comme une mesure de confiance qui peut être placée dans l'exactitude des informations fournies par le système de navigation, peut aider à répondre à cette exigence. Bien que l'intégrité GNSS ait d'abord été développée et formalisée dans le domaine de l'aviation, les algorithmes développés pour l'aérospatial ne peuvent pas être introduits directement dans les applications terrestres. Parce qu'il existe une forte redondance des données en ciel dégagé et que l'hypothèse d'une seule défaillance à la fois est faite pour les applications aéronautiques. C'est un grand défi d'étendre les algorithmes de surveillance de l'intégrité GNSS aux applications terrestres et notamment urbaines. L'objectif principal de cette recherche est d'améliorer la performance du positionnement GNSS en milieu urbain, en particulier les performances de précision et d'intégrité. Dans ce cadre, deux directions de travail ont été prises : 1) La première direction consiste principalement en la caractérisation d'erreurs de mesure GNSS afin d'améliorer la précision de positionnement dans les environnements contraints. Plusieurs modèles d'erreur existants dans la littérature sont étudiés et évalués. Un nouveau modèle hybride est proposé qui implique la contribution de la carte numérique pour distinguer l'état de réception du signal LOS/NLOS ainsi que les corrections des erreurs de pseudorange. 2) La seconde direction contribue aux techniques de détection et d'exclusion des défauts (FDE) afin d'améliorer les performances de l'intégrité GNSS dans les environnements urbains. Différentes méthodes FDE, qui peuvent être potentiellement appliquées en navigation GNSS terrestre, sont étudiées et comparées avec des données GPS collectées dans des canyons urbains. Deux classes de stratégies FDE sont examinées : l'une fondée sur l'instantané LSR (Least-Squares-Residual) et l'autre basée sur l'innovation séquentielle Extended-Kalman-Filter (EKF). Et le calcul du niveau de protection horizontal (HPL) est ajouté à la prochaine étape. Une nouvelle méthode de calcul HPL prenant en compte un potentiel défaut immédiatement antérieur est proposée. Ensuite, ces deux directions de travail sont combinées de sorte qu'un système complet de surveillance de l'intégrité est construit. Les résultats avec les données réelles montrent que la précision et l'intégrité du positionnement peuvent être améliorées avec le système proposé par rapport aux approches traditionnelles. Le système de surveillance de l'intégrité proposé est prometteur dans les récepteurs commerciaux GNSS à faible coût pour les applications de transport urbain.
BibTeX:
@phdthesis{Ni2018,
  author = {ZHU, Ni},
  title = {Modélisation du canal de propagation GNSS en milieu contraint: Contribution à l'amélioration de la qualité de service de géolocalisation},
  school = {Université de Lille},
  year = {2018},
  pages = {220p}
}
Mahdi ABIB (2018), "Walking gait features extraction and characterization using wearable devices". Thesis at: L'ÉCOLE CENTRALE DE NANTES. , pp. 168. Ecole Centrale de Nantes.
Abstract: New wearables devices are introduced with novel options for observing personal transport and mobility in indoor and outdoor spaces. This hardware includes low cost MEMS sensors: accelerometer, gyroscope, magnetometer, which provide continuously available data contrary to existing solutions that are based on radio signals. In order to mitigate the propagation of sensor errors in the position estimate, a pedestrian dead reckoning strategy is commonly adopted. The processing requires parametric step length models relying on some physiological parameters, displacement features and acceleration statistical properties. The coefficients of these models need frequent adjustment to limit cumulative errors induced by alteration of gait pattern. A large experimental database providing information about human locomotion variability is required for this calibration. However, the development of such database is costly in terms of time and effort, and several gait-affecting factors should be considered, which highly increases the number of measurement trials. In this thesis, we propose an alternative way of generating locomotion data that consists in simulating human gait motion under different conditions. In this scope, a 3D multibody system simulator based on parametric optimization technique was developed, and improvements were made throughout this work to get a more realistic walking motion prediction. Joint trajectories during one step were optimized by minimizing an energy criterion based on actuated torques. Validation with inertial data from overground walking experiments on one healthy subject showed an asymmetry in experimental acceleration signals from one step to the next. This suggests that asymmetric movement are likely to result in a step-level asymmetry of displacement features. This defeats the general assumption in PDR strategy: the presence of a device in hand does not impact the gait symmetry and all steps are identical for a fixed walking speed. This hypothesis is investigated with motion capture experiments with several subjects, designed to study the influence of a mass carried in hand on the walking gait cycles. Analysis of variance tests have shown that the presence of a mass in hand changes the gait symmetry at the step level, and then the proposed optimization process is extended to the stride level in order to allow observing asymmetric acceleration patterns. Overall, our simulator reproduces similar fundamental patterns of walking, and the same variation trend of acceleration related items found in experiments. However, it shows limitations when predicting acceleration data related to the hand, due to some modeling assumptions and numerical issues. Therefore, our simulation approach partially solves for the direct modeling problem in pedestrian navigation, and improvements on model assumptions are foreseen to predict acceleration signals over a complete gait cycle more reliably. Keywords: Handheld devices, MEMS sensors, Multibody system, Parametric optimization, Step-level symmetry, Walking gait patterns, Human motion analysis, Analysis of variance.
BibTeX:
@phdthesis{Mahdi2018,
  author = {ABIB, Mahdi},
  title = {Walking gait features extraction and characterization using wearable devices},
  publisher = {Ecole Centrale de Nantes},
  school = {L'ÉCOLE CENTRALE DE NANTES},
  year = {2018},
  pages = {168}
}
Antigny N (2018), "Estimation continue de la pose d'un équipement tenu en main par fusion des données visio-inertielles pour les applications de navigation piétonne en milieux urbains". Thesis at: Université Loire Bretagne. , pp. 114 p.
Abstract: Pour assister la navigation piétonne dans les espaces urbains et intérieurs, une estimation précise de la pose (i.e. la position 3D et l'orientation 3D) d'un équipement tenu en main constitue un point essentiel dans le développement d'outils d'aide à la mobilité (e.g. applications de réalité augmentée). Dans l'hypothèse où le piéton n'est équipé que d'appareils grand public, l'estimation de la pose est limitée à l'utilisation de capteurs à faible coût intégrés dans ces derniers (i.e. un récepteur GNSS, une unité de mesure inertielle et magnétique et une caméra monoculaire). De plus, les espaces urbains et intérieurs, comprenant des bâtiments proches et des éléments ferromagnétiques, constituent des zones difficiles pour la localisation et l'estimation de la pose lors de grands déplacements piétons. Cependant, le développement récent et la mise à disposition d'informations contenues dans des Systèmes d'Information Géographiques 3D constituent une nouvelle source de données exploitable pour la localisation et l'estimation de la pose. Pour relever ces défis, cette thèse propose différentes solutions pour améliorer la localisation et l'estimation de la pose des équipements tenus en main par le piéton lors de ses déplacements en espaces urbains et intérieurs. Les solutions proposées intègrent l'estimation de l'attitude basée inertielle et magnétique, l'odométrie visuelle monoculaire mise à l'échelle grâce à l'estimation des déplacements du piéton, l'estimation absolue de la pose basée sur la reconnaissance d'objets SIG 3D parfaitement connus et la mise à jour en position de la navigation à l'estime du piéton. Toutes ces solutions s'intègrent dans un processus de fusion permettant d'améliorer la précision de la localisation et d'estimer en continu une pose qualifiée de l'appareil tenu en main. Cette qualification est nécessaire à la mise en place d'un affichage en réalité augmentée sur site. Pour évaluer les solutions proposées, des données expérimentales ont été recueillies au cours de déplacements piétons dans un espace urbain avec des objets de référence et des passages intérieurs.
BibTeX:
@phdthesis{ANTIGNY2018,
  author = {Antigny, Nicolas},
  title = {Estimation continue de la pose d'un équipement tenu en main par fusion des données visio--inertielles pour les applications de navigation piétonne en milieux urbains},
  school = {Université Loire Bretagne},
  year = {2018},
  pages = {114 p}
}
COMBETTES C (2016), "Estimation de la direction de marche à partir de capteurs inertiels et magnétiques portés dans la main". Thesis at: Université Bretagne Loire.
Abstract: 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
BibTeX:
@phdthesis{COMBETTES2016,
  author = {COMBETTES, Christophe},
  title = {Estimation de la direction de marche à partir de capteurs inertiels et magnétiques portés dans la main},
  school = {Université Bretagne Loire},
  year = {2016}
}

BOOK

RENAUDIN, Valérie, KHAMITOVA, Aigul, ORTIZ, Miguel, 2018, IPIN 2018 - Ninth International Conference On Indoor Positioning And Indoor Navigation, IPIN 2018, Nantes, France, 2018-09-24, IFSTTAR, 183 p.

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PEYRET, François, GILLIERON, Pierre Yves, EUROPEAN COOPERATION IN THE FIELD OF SCIENTIFIC AND TECHNICAL RESEARCH - COST, 2018, SaPPART Guidelines: Performance assessment of positioning terminals, Techniques et méthodes, TMI 3, Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux - IFSTTAR, 45p

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Pour aller plus loin, consulter l'archive institutionnelle : http://madis-externe.ifsttar.fr