Capture de Mouvement par Réseau de Capteurs Sans Fil
Mots Clés :
Réseau de capteurs, Capture de mouvement
Niveau requis :
Bac +5 (Ecole d'ingénieurs, Masters)
Maître de stage :
Gérard Baille, Roger
Pissard-Gibollet
Durée du stage :
4 à 6 mois
Description du stage :
Le but de ce projet est de concevoir et
réaliser une chaîne d'acquisition permettant l'analyse de mouvement comme par
exemple la marche ou l'exécution d'un geste sportif avec un réseau de
capteurs sans fil (WBLAN pour Wireless Body Area Network).
Actuellement nous disposons d'un système
d'acquisition pour l'étude de la marche : capteurs CEA-Leti (3 accéléromètres
+ 3 magnétomètres), électrodes EMG, capteurs FSR qui sont reliés par des
nappes de fils à une carte d'acquisition analogique dans un PC. Tous ces fils
entravent le sujet et perturbent ses mouvements. D'autre part la mise en
oeuvre est longue et compliquée. La miniaturisation des composants
électroniques permet d'envisager une solution sans fil. Dans le cadre des
réseaux de capteurs sans fil, il existe de petits modules "motes" très basse
consommation constitués d'un microcontroleur sous TinyOS et avec des E/S
analogiques et d'un processeur radio (protocole ZigBee).
 |
Le WBLAN envisagé comporte 4 noeuds
dont 3 sont fixés sur le sujet (sur la cuisse, le tibia, le pied) et
un quatrième pour assurer la liaison avec un PC via USB. Chaque noeud
du réseau doit satisfaire les caractéristiques suivantes :
- peu
encombrant, faible poids, peu
intrusif
- permettre l'acquisition de mesures
physiques
- conditionner, prétraiter, compacter les
données
- assurer la fiabilité des
transmissions
|
Déroulement du stage et travail à effectuer :
Étude préliminaire :
- État de l'art, étude bibliographique sur les réseaux de capteurs sans
fil
- Prise en main du matériel et du logiciel : « mote » TelosB ou MicaZ,
chaîne de compilation et de debug, TinyOS, netC, communication Zigbee,
capteurs (capteur d'attitude CEA-Leti, capteurs de pression, sonde EMG,
...)
Conception logicielle et matérielle :
- Réalisation d'une carte fille de conditionnement et d'amplification
générique pour les signaux issus des capteurs
- architecture Client/Serveur avec auto configuration
- Logiciel embarqué sur les noeuds pour gérer la synchronisation des
acquisitions, et assurer la collecte des données en temps réel,
communication USB
- Création d'une Interface Homme Machine sur le serveur pour la
configuration des noeuds et du réseau, la collecte, le traitement et
l'affichage des données.
- Réalisation, codage, test et validation
- Expérimentation sur un sujet humain pour l' étude de la marche
Outils utilisés :
- Matériels :
- Modules TelosB ou MicaZ
- Capteurs: attitude du CEA-Leti, sondes EMG, FSRs
- Logiciels :
- Chaîne de développement : gcc, netC, TinyOS pour micro-contrôleur
DSP
- C/C++, Java
- Logiciel mathématique Scilab