ASPI :
Applications statistiques des systèmes de particules
en interaction
Stage proposé au printemps 2008
Fusion de données pour la localisation en environnement
intérieur
Niveau du stage :
Bac+5 (DEA, DESS ou fin d'étude d'ingénieur)
pour les étudiants étrangers,
prévoir une période de six semaines avant le
début du stage, pour remplir les formalités d'accueil
à l'INRIA
Localisation : IRISA / INRIA Rennes
Équipe :
ASPI (Applications
statistiques des systèmes de particules en interaction)
Responsable :
François Le Gland
(tél. : 02 99 84 73 62,
e-mail : legland@irisa.fr)
Connaissances souhaitées :
statistique bayésienne,
filtrage particulaire,
programation C et MATLAB
Contexte :
Ce stage s'inscrit dans le cadre du projet FIL (fusion d'information pour la
localisation) financé par le programme Télécommunications
de l'ANR (Agence Nationale de la Recherche) pour une durée de trois
ans, et coordonné par Thalès Alénia Space.
Sujet :
Les systèmes de navigation par satellites trouvent leur limite en
environnement urbain ou intérieur, et le projet FIL propose de
démontrer et de mesurer la performance d'un système
innovant pour estimer les positions d'un ensemble d'objets fixes ou
d'utilisateurs piétons,
fonctionnant sans réception des signaux satellites.
Le concept consiste à hybrider une centrale inertielle
miniaturisée de technologie MEMS (micro electro-mechanical
system), fournissant une information sur la dynamique du porteur
par comptage de pas et estimation des changements de direction, avec un
système de localisation indépendant de la réception
des signaux satellites. Les informations à fusionner par
corrélation aux positions et/ou aux déplacements de
l'utilisateur proviennent de plusieurs sources :
- navigation à l'estime,
- cartographie des contraintes induites par l'environnement sur la
position ou le déplacement,
- mesures de distance à des balises
selon la technologie RFID (radio-frequency identification),
- détection d'objets ou d'autres utilisateurs localisés,
- et éventuellement, estimations de position par GPS
assisté.
L'exploitation de la puissance RF reçue au voisinage d'un point
d'accès d'un réseau local sans-fil (WLAN) fait
également partie des sources d'information envisagées dans
le projet FIL, mais sort du cadre du stage.
Deux algorithmes de fusion de données sont attendus :
- une première version gérant l'ensemble des utilisateurs
et traitant toute l'information disponible, avec une complexité
compatible avec le fonctionnement temps-réel et avec la puissance
d'un poste de travail,
- une seconde version allégée mono-utilisateur et
compatible avec les capacités de traitement d'un assistant
numérique personnel (PDA).
Seul le premier algorithme, mettant en œuvre des techniques de type
filtrage particulaire, sera abordé dans le cadre du stage.
Le développement d'un démonstrateur et son déploiement
dans un environnement réaliste seront assurés par les
partenaires industriels du consortium.
Le stage comportera l'approfondissement des méthodes de filtrage
particulaire et de leurs applications en localisation et en navigation,
la modélisation des différents capteurs et des erreurs
associées, la conception des algorithmes et leur mise en œuvre
en MATLAB et en C sur des cas tests. L'insertion du stage dans un projet
technologique donnera également l'occasion d'interagir avec
les partenaires académiques ou industriels du consortium.
Références :
articles téléchargeables (format PDF)
- Fredrik Gustafsson, Fredrik Gunnarsson, Niclas Bergman,
Urban Forssell, Jonas Jansson, Rickard Karlsson and Per-Johan Nordlund,
Particle
filters for positioning, navigation, and tracking,
IEEE Transactions on Signal Processing
SP-50, 2 (special issue on
Monte Carlo Methods for Statistical Signal Processing),
425-437, February 2002.
- Dieter Fox, Jeffery Hightower, Lin Liao, Dirk Schulz
and Gaetano Borriello,
Bayesian
filtering for location estimation,
IEEE Pervasive Computing,
2, 3, 24-33, July / September 2003.
et un livre très complet sur un sujet voisin
