Etude, réalisation et optimisation d'un système de communication par lumière visible. : Application au domaine de l'automobile

par Alin-Mihai Cailean

Thèse de doctorat en Génie Electrique, Electronique, Photonique et Systèmes

Sous la direction de Luc Chassagne et de Valentin Popa.

Soutenue le 08-12-2014

à Versailles-St Quentin en Yvelines en cotutelle avec l'Universié de Suceava, Roumanie , dans le cadre de Sciences et Technologies de Versailles (STV - ED 539) .

Les rapporteurs étaient Gheorghe Brezeanu, Moncef Kadi.


  • Résumé

    La problématique scientifique de cette thèse est centrée sur le développement decommunications par lumière visible (Visible Light Communications - VLC) dans lesapplications automobiles. En permettant la communication sans fil entre les véhicules, ou entreles véhicules et l’infrastructure routière, la sécurité et l'efficacité du transport peuvent êtreconsidérablement améliorées. Compte tenu des nombreux avantages de la technologie VLC,cette solution se présente comme une excellente alternative ou un complément pour lescommunications actuelles plutôt basées sur les technologies radio-fréquences traditionnelles.Pour réaliser ces travaux de recherche, un système VLC à faible coût pour applicationautomobile a été développé. Le système proposé vise à assurer une communication très robusteentre un émetteur VLC à base de LED et un récepteur VLC monté sur un véhicule. Pour l'étudedes communications véhicule à véhicule (V2V), l'émetteur a été développé sur la base d’un pharearrière rouge de voiture, tandis que pour l'étude des communications de l'infrastructure auvéhicule (I2V), l'émetteur a été développé sur la base d'un feu de circulation. Considérant lerécepteur VLC, le problème principal réside autour d’un capteur approprié, en mesured'améliorer le conditionnement du signal et de limiter les perturbations dues des conditionsenvironnementales. Ces différents points sont abordés dans la thèse, d’un point de vue simulationmais également réalisation du prototype.La validation expérimentale du système VLC a été réalisée dans différentes conditions etscénarii. Les résultats démontrent que la VLC peut être une technologie viable pour lesapplications envisagées.

  • Titre traduit

    Study, implementation and optimization of a visible light communications system. : Application to automotive field.


  • Résumé

    The scientific problematic of this PhD is centered on the usage of Visible LightCommunications (VLC) in automotive applications. By enabling wireless communication amongvehicles and also with the traffic infrastructure, the safety and efficiency of the transportation canbe substantially increased. Considering the numerous advantages of the VLC technologyencouraged the study of its appropriateness for the envisioned automotive applications, as analternative and/or a complement for the traditional radio frequency based communications.In order to conduct this research, a low-cost VLC system for automotive application wasdeveloped. The proposed system aims to ensure a highly robust communication between a LEDbasedVLC emitter and an on-vehicle VLC receiver. For the study of vehicle to vehicle (V2V)communication, the emitter was developed based on a vehicle backlight whereas for the study ofinfrastructure to vehicle (I2V) communication, the emitter was developed based on a traffic light.Considering the VLC receiver, a central problem in this area is the design of a suitable sensorable to enhance the conditioning of the signal and to avoid disturbances due to the environmentalconditions, issues that are addressed in the thesis. The performances of a cooperative drivingsystem integrating the two components were evaluated as well.The experimental validation of the VLC system was performed in various conditions andscenarios. The results confirmed the performances of the proposed system and demonstrated thatVLC can be a viable technology for the considered applications. Furthermore, the results areencouraging towards the continuations of the work in this domain.


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