Fusion d'informations dans un système de positionnement hybride GPS Multi-porteuses-Estime

Information fusion in an hybrid GPS Multi-frequencies-Dead-reckoning positionning system

• Auteur / Autrice : Jamila Kacemi
• Direction : Mohammed Benjelloun, Serge Reboul
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique, génie informatique, traitement du signal et des images
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Littoral
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Analyse des Systèmes du Littoral (Calais, Pas-de-Calais)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Filtrage du signal

Filtres (informatique)

Estime (navigation)

GPS

Fusion multicapteurs

Automobiles -- Systèmes de guidage

Mots clés libres

GPS Multi-porteuses

Résumé

Le travail présenté dans ce mémoire de thèse concerne l'étude et la mise en oeuvre de méthodes de fusion d'informations pour la localisation 3D d'un véhicule terrestre en environnement urbain dense. L'approche étudiée est la fusion des mesures fournies par le système de navigation absolue GPS multi-porteuses et les capteurs de navigation estimes odomètre et gyromètre. Ces mesures sont hybridées à l'aide de filtres récursifs pour l'estimation de la position. On réalise l'étude de l'estimateur de position en deux étapes. La première étape concerne l'étude et la mise en oeuvre d'un estimateur pour la fusion des observables de code et de phase du GPS multi-porteuses. L'expérimentation sur données synthétiques et réelles montre que le système proposé permet d'augmenter la précision des mesures lorsque la puissance du bruit sur chaque porteuse est du même ordre de grandeur. La deuxième étape concerne le système d'hybridation serrée qui fournit une estimation de la direction du véhicule et des pseudo-distances satellites-récepteur, même en absence de mesure GPS. Dans ce cadre, nous proposons un filtre circulaire récursif qui permet d'estimer la direction du véhicule. Le filtre d'hybridation réalise la fusion centralisée des mesures de pseudo-distances corrigées et la fusion distribuée des observables de phase avec les mesures gyrométriques et odométriques. L'expérimentation réalisée dans un contexte synthétique et réel montre que le système proposé est au moins aussi précis que le système d'hybridation lâche habituellement utilisé en pratique

The works presented in this thesis is devoted to the study and the implementation of the information fusion methods for the 3D localization of a terrestrial vehicle in a dense urban environment. The studied approach is based on the fusion of the measurements provided by the multi-frequencies GPS absolute navigation system and the dead-reckoning navigation sensors (odometer and gyrometer). These measurements are hybridizate using recursive filters to estimate the position. We carry out the study of the position estimator in two stages. The first stage concerns the study and the implementation of an estimator for the phase and code observables fusion for the GPS multi-carrying. The experimentation on synthetic and real data shows that the porposed system aloows to increase the measurement precision when the noise power, in each of the carrying, is in the same magnitude order. The second stage concerns the tight hybridization system which provides an estimate of the vehicle direction and the pseudo-ranges satellite-receiver, even without GPS measurements. Within the framework, we propose a recursive circular filter which allows the estimation of the vehicule direction. The hybridization filter produces a centralized fusion of the corrected pseudo-ranges measurements and a distributed fusion of the phase observables with the gyrometric and odometric measurements. The experimentation carried out in a synthetic and real context shows that the proposed system is at least as precise as the releases hybridization system usually used in practice.