Axes thématiques
Les activités de recherche du LÉOST s’organisent autour de deux axes thématiques principaux. Cette structuration est issue d’une vision matricielle qui croise les disciplines et les applications de nos recherches. Ces deux thématiques représentent les axes de recherche jugés collectivement importants et prioritaires.
Le premier axe thématique concerne l’optimisation des systèmes et l’analyse électromagnétique (OSÉ) et le second axe concerne la perception de l’environnement et localisation de systèmes (PERL). Cette organisation est homogène et équilibrée en termes de ressources humaines et repose sur les compétences en électromagnétisme, en traitement du signal et en informatique. Elle s'appuie sur des outils communs entre les deux axes parmi lesquels, la modélisation électromagnétique, les techniques de filtrage de signaux, les techniques de détection de cyber-attaques sur les couches physiques et de données, la génération de nouveaux instruments de visualisation.
OSÉ
Optimisation de Systèmes, analyse Électromagnétiques
- Propagation d'ondes électromagnétiques et rayonnement
- 5G et futurs systèmes de communications véhiculaires
- Ingénierie des réseaux
Ce premier axe thématique proposé, regroupe les travaux menés pour l’optimisation de systèmes et l’analyse de l’environnement électromagnétique (OSÉ) pour la ville et les transports intelligents, sobres, sûrs et résilients. Dans cet axe, on s’intéresse à deux niveaux de granularité du système :
- Une approche macroscopique du système avec des visées en particulier de modélisation et sécurité des systèmes y compris la cyber-sécurité des systèmes critiques,
- et une approche microscopique des éléments qui constituent le système, avec des visées en particulier de communication entre ces constituants : étude et analyse des systèmes existants et conception de nouveaux systèmes.
Dans cette vision, compte tenu de la nature complexe des environnements transports et des défis posés avec l’arrivée des nouveaux systèmes et réseaux de communication du futur intelligents, de plus en plus exigeants en reconfigurabilité selon l’environnement, en qualité de service, en puissance de calcul et en maîtrise d’énergie et des ressources spectrales consommées, il est difficile et nécessaire :
- d’identifier et de détecter les perturbations potentielles de ces systèmes et de les caractériser expérimentalement en environnement multi-sources dynamiques,
- de concevoir dans ce contexte des systèmes en prenant en compte les contraintes et divers paramètres (fréquences, transitoires, sensibilité, reconfigurabilité, cohabitation de systèmes, autonomie énergétique...) au niveau des couches physique, réseaux et applicative de l’OSI,
- de modéliser, caractériser et gérer le système et l’environnement du fait de la grande taille de la structure, du caractère hétérogène et de la nature multi-échelle des problèmes à résoudre.
PERL
PERception et Localisation de systèmes et environnements
- Perception électromagnétique
- Perception audio-vidéo
- Localisation en milieux ouverts ou confinés
Ce second axe thématique proposé, regroupe les activités menées dans les domaines de la perception de l’environnement et de la localisation des systèmes pour la ville et les transports intelligents, sobres, sûrs et résilients. En effet, les fonctions de perception et de localisation sont des parties importantes d'un système de surveillance qui sont de plus en plus couplés aux fonctions de communication. Classiquement, elles s'opèrent par l'usage d'un ensemble de capteurs hétérogènes passifs ou actifs distribués sur l'infrastructure et ses constituants ou sur les véhicules ferroviaires ou routiers. Plus récemment, nous avons profité d’un développement rapide des drones pour proposer d’observer certaines parties critiques de l’infrastructure par le ciel. Les données capteurs sont nombreuses et analysées de façon à modéliser puis à comprendre les situations ou les interactions en présence. L’objectif opérationnel est de produire des outils d'aide à la décision « temps-réel ».
De manière similaire à l'axe OSÉ, la nature complexe des environnements à surveiller, la diversité des phénomènes observables et celle des usagers, des infrastructures considérées, la nature embarquée ou fixe de la perception ainsi que l'hétérogénéité des technologies de perception utilisées sont autant de contraintes auxquelles les recherches menées par les membres de l’axe PERL souhaitent répondre. Dans ce contexte, il est difficile et nécessaire :
- de détecter, localiser et suivre précisément et de manière fiable les personnes et objets mobiles ou enfouis, en environnement ouvert et confiné, en tenant compte de la variabilité de la source (vidéo, audio et électromagnétique), de la densité des objets à surveiller (nombreuses sources et occultations) et leur mélange,
- d'analyser conjointement les données d'une scène provenant de plusieurs capteurs hétérogènes en proposant un modèle multi-modal capable de mener à l'interprétation de la scène,
- de détecter et identifier les situations et les comportements anormaux ou potentiellement dangereux par des techniques récentes d'apprentissage,
- d'améliorer un système de localisation (en particulier GNSS) en tenant compte des multi-trajets et du masquage influant sur la disponibilité, la précision et la fiabilité du service de localisation.