Avis de Soutenance
Monsieur François GUERRET
Automatique
Soutiendra publiquement ses travaux de thèse intitulés
Tracker électromagnétique sans-fil : précision et robustesse à l’impact d’objets conducteurs
dirigés par Monsieur Antoine GIRARD
Soutenance prévue le mardi 10 décembre 2024 à 14h00
Lieu : 3 rue Joliot-Curie 91192 Gif-Sur-Yvette
Salle : Amphi V du bâtiment Eiffel
Composition du jury proposé
M. Hubert ZANGL Alpen Adria Universität Klagenfurt Rapporteur
M. Luc JAULIN ENSTA Bretagne Rapporteur
M. Michel KIEFFER Université Paris Saclay Examinateur
Mme Farah MOURAD-CHEHADE Université de Technologie de Troyes Examinatrice
M. Guillaume MERCERE Université de Poitiers Examinateur
M. Mathieu HILLION SYSNAV Invité
M. Hugo LHACHEMI CentraleSupélec Université Paris Saclay Invité
Mots-clés : tracker électromagnétique,modélisation de champs magnétique,optimisation,courants de Foucault,capteurs,
Résumé :
Cette thèse présente des voies de résolution aux principaux obstacles limitant l’utilisation d’un système de positionnement électromagnétique (EMT). Ce système permet d’estimer la position et l’orientation d’un récepteur (capteur) par rapport à un émetteur (source) de champs magnétiques oscillants avec une grande précision. Les solutions proposées ont été validées en simulation et sur des prototypes d’EMTs conçus par SYSNAV, en particulier dans le cadre de l’adaptation de cette technologie à la localisation d’un détecteur de radiographie par rayon X. Après avoir défini un protocole permettant d’évaluer l’exactitude et la précision des mesures de position et d’orientation d’un EMT, nous avons développé une méthode permettant de concevoir un système sans-fil (c’est-à-dire sans lien physique entre la carte pilotant l’émetteur et celle pilotant le récepteur) qui ne nécessite ni signal de synchronisation externe ni phase d’initialisation. Nous avons ensuite travaillé à rendre le système robuste à la présence d’objets conducteurs. En premier lieu, nous avons corrigé l’impact de billes conductrices fixes par rapport à un récepteur de l’EMT et l’impact de plans conducteurs fixes par rapport à l’émetteur de l’EMT. Pour cela, nous avons développé pour ces deux perturbateurs des méthodes de calibration rapides et de correction en temps-réel. Nous avons ensuite construit un algorithme temps-réel permettant de corriger l’impact d’un perturbateur quelconque dans un espace réduit (le temps nécessaire à la calibration limitant la taille de l’espace considéré). Enfin, une méthode de correction et une méthode de calibration robuste et autonome ont été développées pour corriger l’impact d’une plaque conductrice fine.
Title: Wireless Electromagnetic Tracker: Accuracy and Robustness to the Impact of Conductive Objects
Keywords: electromagnetism, modeling, optimization, eddy currents, sensors
Abstract: This thesis presents improvements made to electromagnetic trackers (EMTs). These systems provide the 6D location (position and orientation) of a receiver ( sensor) relatively to a transmit ter (source) of oscillating magnetic fields. The improvements have been validated in simulation and on EMT prototypes developed by SYSN A V. They aimed at adapting the EMT technology to provide a location feature to an X-ray radiography system.
After defining a protocol for assessing the accuracy and precision of position and orientation measurements, we developed a method for designing a wireless system (i.e. a system without any physical link between the board driving the transmitter and one driving the receiver) that does not require an external synchronization signal nor an initialization phase. We then worked on making the system robust to the presence of conductive abjects either fixed with respect to a receiver or fixed with respect to the transmitter. Firstly, we developed methods to calibrate in short time and to correct in real-time the impact of conductive balls fixed with respect to the receiver, then the impact of conductive planes fixed with respect to the transmitter. We then developed a real-time method for correcting the impact of any disturber in a reduced space. Finally, an autonomous calibration and a correction of the impact of a thin plate were developed and validated in the whole EMT range.
