Traitement du signal haute-résolution et fusion de données appliqués aux sources sonores

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L'objectif du programme est de mettre à contribution mon expertise combinée du traitement du signal avec antenne--réseau et de la fusion de données basée sur la théorie de l'évidence au travers des applications acoustiques. Le but ultime est de localiser précisément un tireur embusqué, le suivre, prévoir ses déplacements, et déterminer sa cible dans un environnement complexe. Le traitement du signal avec antenne--réseau utilise des capteurs groupés (pas nécessairement des antennes radio, les microphones conviennent pour l'acoustique). À partir de statistiques de 2e ordre ou d'ordre supérieur des signaux reçus, le traitement estime des paramètres comme les directions d'arrivée (DOA) ou les délais d'arrivée (TDOA) avec une haute résolution. L'application des méthodes de traitement d'antenne--réseau aux ondes acoustiques est effectivement possible dans un environnement contrôlé seulement. Sinon, on doit considérer les spécificités de l'acoustique. D'abord, le milieu de propagation n'est pas homogène, causant de la déformation (distorsion) des fronts d'onde incidents sur l'antenne--réseau. Ensuite, les signaux acoustiques sont souvent à large bande, ce qui ne permet pas l'application des déphasages puisque valide seulement à une fréquence déterminée. Finalement, la réverbération, causée par le mélange d'une quantité importante de réflexions, est un phénomène important en acoustique. Ces différentes problématiques doivent donc être résolues.***1) Nous modéliserons le canal acoustique en nous basant sur les mêmes outils et stratégies que ceux du canal radiomobile. Par simulations avec modélisation théorique ET avec mesures expérimentales, nous déterminerons l'équivalent de la largeur de bande de cohérence, du temps de cohérence, du modèle stochastique du signal reçu, etc. Nous analyserons l'effet de la distorsion du front d'onde, la stationnarité du canal et la réverbération sur les estimateurs.***2) À cause de la distorsion, nous concevrons de nouveaux estimateurs du 2e ordre, en particulier la méthode du lissage spatial pour décorréler les signaux, allant jusqu'à en développer un qui exploite autrement la géométrie de l'antenne--réseau.***3) Nous considérerons la largeur de bande et la brièveté des signaux acoustiques noyés dans le bruit en développant des algorithmes d'estimation conjointe DOA/TDOA. ***4) Avec plusieurs antennes--réseau acoustiques, en ajoutant les trajectoires des projectiles, des imageurs infrarouges ou des microphones à ultrason, nous développerons des règles de combinaison en fusion de données pour une estimation plus fiable de la position de la source même sans ligne de vue sur certains capteurs. Ainsi, les lacunes d'un type de capteur seront compensées par les forces de l'autre. Le cadre de raisonnement de la théorie de l'évidence sera considéré pour limiter les possibilités, mieux gérer les informations conflictuelles selon la fiabilité des capteurs.***********