Étiquette : capteurs inertiels

  • 🧠 Estimation de la vitesse des véhicules via l’IMU des smartphones : le modèle DVSE

    Estimation de la vitesse inertielle : une approche sans GNSS !

    Auteurs : Xuan Xiao, Xiaotong Ren, Haitao Li
    Année : 2025
    Source : arXiv:2505.18490
    Expression clé : estimation de la vitesse inertielle

    🚗 Une estimation de la vitesse inertielle via smartphone

    L’estimation de la vitesse inertielle à partir des capteurs IMU des smartphones constitue une alternative prometteuse aux systèmes GNSS traditionnels, notamment en cas de perte de signal. Le modèle DVSE, basé sur l’apprentissage profond, apporte une solution robuste sans matériel supplémentaire.

    🧠 Le modèle DVSE : architecture modulaire et efficacité

    • Compensation du bruit inertiel avec GRU
    • Transformation des coordonnées smartphone → véhicule avec TCN
    • Alignement GNSS/IMU par fonction de perte adaptative

    Grâce à une technique d’augmentation de données simulant les rotations du smartphone, DVSE renforce sa robustesse face à des postures variées.

    estimation de la vitesse inertielle via IMU du smartphone
    Architecture de DVSE pour l’estimation de la vitesse inertielle à partir d’un smartphone

    📊 Résultats et validation sur données réelles

    Le modèle a été entraîné sur 200 heures de données issues de 300 conducteurs, avec un MAE inférieur à 2.35 m/s. Il surpasse les approches classiques comme DeepTrack ou AI-IMU, tout en étant plus léger et déployable sur smartphone.

    🔍 Intégration dans RoadSimulator3

    Cette méthode peut être utilisée pour valider les vitesses simulées dans RoadSimulator3 dans les scénarios GNSS dégradés. Elle complète les approches existantes par apprentissage ou par filtrage de Kalman.

    🔗 Ressources complémentaires

    📎 Référence BibTeX

    @article{xiaoDVSEsmartphoneIMUspeed2025,
      title={An Inertial Sequence Learning Framework for Vehicle Speed Estimation via Smartphone IMU},
      author={Xuan Xiao and Xiaotong Ren and Haitao Li},
      journal={arXiv preprint arXiv:2505.18490},
      year={2025}
    }
      
  • Simulation gyroscope réaliste : modélisation et intégration dans RoadSimulator3


    La simulation gyroscope réaliste est un élément clé pour reproduire fidèlement les mouvements d’un véhicule dans le projet
    RoadSimulator3. En combinant des modèles avancés de dérive, de bruit stochastique et de modulation dynamique, cette simulation permet d’obtenir des données inertielle de haute fidélité essentielles à la validation des systèmes embarqués.

    Exemple de simulation gyroscope réaliste dans RoadSimulator3

    Modélisation du signal gyroscopique

    La génération du signal gyroscopique dans RoadSimulator3 prend en compte :

    • La dérive progressive naturelle du gyroscope, basée sur les caractéristiques des MEMS (Hemerly, 2017).
    • Le bruit stochastique calibré selon les modèles reconnus pour reproduire les imperfections du capteur.
    • La modulation du taux de rotation angulaire en fonction des virages (variation de gyro_z) et des chocs latéraux (modulation de gyro_x et gyro_y).

    Intégration dans le pipeline RoadSimulator3

    Cette modélisation est intégrée directement dans la génération des données simulées, garantissant la présence systématique des colonnes gyro_x, gyro_y, gyro_z dans le DataFrame final, que ce soit pour les exports CSV ou JSON.
    Pour en savoir plus, consultez la documentation technique de la pipeline inertielle.

    Graphique du signal gyroscopique simulé

    Applications et perspectives

    La simulation réaliste du gyroscope permet d’améliorer la détection d’événements dynamiques (virages, freinages, chocs), la validation des algorithmes de fusion GNSS/IMU, et l’entraînement des systèmes d’aide à la conduite et autonomes.

    À terme, l’intégration de modèles plus fins de bruit et dérive, ainsi que la simulation multi-capteurs, permettra d’affiner encore la qualité des données simulées.