Footstep localisation using seismic waves in an indoor environment.
Localisation de personnes dans les bâtiments par ondes sismiques
Résumé
For many applications, it is important to obtain location information about a resident in an indoor environment. The vibration signature of the human footstep on a ﰝoor creates an elastic wave that is induced by the walking motions. Our goal in this study is to localize footsteps using seismic sensors that are ﰜxed on the ﰝoor in the indoor environment. Firstly, we studied the existing techniques of seismic source localization. The complexity of the elastic waves propagation in a building led to exclude these techniques. Then, we established a theoretical and experimental study of seismic wave propagation in a concrete slab. It appears that the only reliable information in such an environment is the conservation of the order of arrival of signals to the sensors. So, we deduced an algorithm of footstep localization based on the signs of time diﰛerences of signals arrival. This approach has been the subject of many numerical and experimental validations. In the end, an extension of this approach was developed to allow dynamic localization of a person with an accuracy of the order of some tens of centimeters.
La répartition des occupants dans un bâtiment est une information im- portante pour la gestion des bâtiments, la surveillance d'intrus ou le contrôle d'activité des personnes âgées,. . . Dans cette étude, nous nous sommes inté- ressés à la localisation d'une personne à partir des vibrations provoquées par son déplacement. De telle méthode nécessitent l'instrumentation du bâtiment par des capteurs sismiques. Nous avons, tout d'abord, étudié les méthodes de localisation classiques d'une source sismique. La complexité des phénomènes de propagation en jeu dans un bâtiment a mené à exclure ces méthodes. Ensuite, nous avons établi une étude théorique et expérimentale de la propa- gation des ondes sismiques dans une dalle en béton. Il en ressort que la seule information ﰜable dans un tel environnement est la conservation de l'ordre d'arrivée des signaux aux capteurs. Nous avons déduit alors une méthode de localisation basée sur les signes des diﰛérences des temps de vol. Cette ap- proche, originale et robuste vis-à-vis des connaissances a priori sur le milieu, a fait l'objet de plusieurs validations numériques et expérimentales. En ﰜn, une extension de cette méthode a été également développée pour permettre la localisation dynamique d'une personne avec une précision de l'ordre de quelques dizaines de centimètres.
Loading...