Localisation 3D via des réseaux de capteurs en milieu électromagnétiquement perturbé dans le contexte de l'usine 4.0.

3D location via sensor networks inside electromagnetically disturbed environment in the context of the industry 4.0.

• Auteur / Autrice : Thomas Nkolo bekono
• Direction : Sylvie Baranowski
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Electronique, microélectronique, nanoélectronique et micro-ondes
• Date : Inscription en doctorat le 01/05/2022
• Etablissement(s) : Valenciennes, Université Polytechnique Hauts-de-France
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale polytechnique Hauts-de-France (Valenciennes, Nord ; 2021-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut d'Electronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : IEMN-Site Valenciennes (UPHF)

Mots clés

Mots clés libres

Usine 4.0

Localisation

Compatibilité électromagnétique

Réseaux de capteurs

Location

Electromagnetic Compatibility

Sensors network

Industry 4.0

Résumé

L'usine connectée, ou usine du futur, va utiliser les équipements déjà existants, les améliorer, puis les placer au cœur d'un réseau où toutes les informations pourront être échangées. Cela va mettre en évidence l'intérêt : de l'internet des objets, des robots collaboratifs (Cobots), de la réalité augmentée, des Systèmes Cyber Physiques et bien évidemment du Big data industriel. L'outil de production va très fortement évoluer pour rompre avec les solutions actuelles de création, de production et de logistique. Dans ce contexte, la localisation semble être une donnée fondamentale pour la gestion efficace des déplacements dans l'environnement industriel. Cette localisation, bien qu'elle soit largement répandue dans des domaines très hétéroclites, reste un point critique dès lors qu'il s'agit d'évoluer en milieu confiné, qui plus est dans un environnement fortement perturbateur dû aux nombreux réflecteurs métalliques (entrepôt, hangar, bâtiment industriel et robots en action). L'exploitation de données d'entrées issues de capteurs communicants est très pertinente, néanmoins la connaissance du milieu de propagation et de son influence sur la transmission des données, reste fondamentale afin d'exploiter au mieux les informations. Bien évidemment une multitude de topologies est envisageable (GPS, pseudolite, finger-printing, balises interférométriques, etc…), mais très peu sont en adéquation avec les applications envisagées Le nombre conséquent de capteurs et les traitements de leurs données laissent un champ très large aux solutions de fusion de plusieurs technologies et semblent être capable de répondre au besoin de précision nécessaire à une géolocalisation fiable. Cette thèse devra en conséquence se pencher sur trois problématiques bien distinctes : • Définir les milieux de propagation envisagés et les analyser dans la gamme de fréquences visée par diverses technologies utilisables. • Choisir une ou plusieurs métriques de localisation en adéquation avec le contexte et l'application visée. • Et enfin, mesurer l'impact réel des perturbations électromagnétiques intentionnelles ou non sur la précision et la résolution du système de localisation.

The factory of the future (industry 4.0) will be a smart factory which use existing equipment, improve it, then place it at the heart of a network where all information can be exchanged. This will highlight the interest: of the Internet of Things (IoT), collaborative robots (Cobots), augmented reality, Cyber Physical Systems, and of course industrial Big Data. The production tool will change dramatically to break with current solutions for creation, production and logistics. In this context, location seems to be a fundamental factor for an efficient management of travels in industrial environment. These location systems, although they are widespread and also used in very heterogeneous areas, remains critical points when these becomes an essential point to progress in confined environments, moreover in highly disruptive environments due to the many metal reflectors (warehouse, hangar, industrial building and robots in action). The use of data issued from communicating sensors is very relevant, however knowledge of the propagation medium and its influence on information transmission remains fundamental to make the best use of these data. Obviously, a multitude of topologies can be envisaged (GPS, pseudolite, “browser fingerprinting”, interferometric beacons, etc.), but very few are suitable with the envisaged applications. The large number of existing sensors and the processing of their data leave a very wide field for the fusion solutions of several technologies and seem to be able to meet the need for precision necessary for reliable geolocation. This thesis should therefore focus on three very distinct issues: • Define the considered propagation media and analyze them in the range of frequencies targeted by various usable technologies. • The choice of only one or a combination of several location metrics in correlation with the context and the intended application. • And finally, measure the real impact of electromagnetic disturbances, intentional or not, on the accuracy and on the resolution of the localization system.