Faisceaux radar pour la mise en réseau et la localisation des objets du quotidien

Faisceaux radar pour la mise en réseau et la localisation des objets du quotidien

Les tags passifs peuvent être intégrés discrètement dans des objets du quotidien tels que des vêtements. Des modules radar au plafond détectent la position et le mouvement des balises. Crédit : Fraunhofer-Gesellschaft

Dans le projet OmniConnect, les chercheurs de Fraunhofer travaillent avec d’autres partenaires sur des objets de mise en réseau dans les espaces intérieurs. Ils le font à l’aide de faisceaux radar et de balises passives attachées à des objets en mouvement, mais aussi à des personnes. Cette technologie détecte efficacement les positions des tags et donc aussi des objets. Il peut également être utilisé dans le secteur des soins, pour prévenir les dangers pour les personnes sujettes aux chutes.

Pour beaucoup d’entre nous, le terme « radar » évoque des scénarios de l’industrie de l’aviation ou du transport maritime. La technologie radar est également déployée pour rechercher des débris spatiaux. Cela implique toujours de localiser et de mesurer la vitesse des objets volants. Ces dernières années, cependant, les scientifiques ont cherché à étendre l’utilisation des faisceaux radar pour des applications à l’intérieur de pièces fermées. L’Institut Fraunhofer pour la fiabilité et la microintégration IZM à Berlin se concentre sur un projet des plus prometteurs dans ce domaine.

Dans le projet OmniConnect, un radar est utilisé pour détecter le mouvement et la position des objets à l’intérieur des pièces. Les chercheurs utilisent ce que nous appelons un radar secondaire. Un radar conventionnel détecte les objets et leurs mouvements, mais ne fournit aucune autre donnée. Un radar secondaire combine des faisceaux radar avec des balises attachées aux objets. Ces balises passives ne révèlent pas seulement la position du système et les mouvements à l’intérieur d’une pièce, elles peuvent également transmettre des informations sur l’objet.

Économe en énergie, compact, inoffensif

Grâce à la haute fréquence dans la bande 60 GHz, les systèmes peuvent être développés pour un haut degré d’intégration. Chaque module d’envoi et de réception ne mesure que 25 centimètres carrés. Les conflits avec les réseaux radio mobiles, Wi-Fi ou Bluetooth sont impossibles. Le rayonnement émis par cette technologie est totalement inoffensif pour les êtres humains.

Le système développé dans OmniConnect est la solution idéale pour mettre en réseau tous les objets ou objets du quotidien ou les intégrer dans un réseau domestique. Parce que les tags passifs n’ont pas besoin d’une alimentation séparée, il n’y a aucun inconvénient à devoir remplacer les piles.

Projet dans le secteur des soins

Les chercheurs de Fraunhofer IZM ont un scénario différent en tête : soutenir les personnes sujettes aux chutes, souffrant de démence ou ayant besoin de soins pour d’autres raisons. Les étiquettes flexibles, mesurant seulement 5 cm x 1 cm, peuvent être cousues dans le tissu sans problème. Le personnel d’un établissement équipé du système OmniConnect, par exemple, sera en mesure de savoir si une personne nécessitant des soins se trouve à son domicile et pourra déterminer à tout moment où elle se trouve. Si la personne semble s’attarder trop longtemps dans un certain endroit, par exemple, le soignant pourra vérifier si tout va bien. « La position d’un tag, c’est-à-dire la position de la personne, peut être localisée à une dizaine de centimètres près », explique Christian Tschoban, chef de projet chez IZM. Comme le système OmniConnect détecte également la hauteur de la balise, il sait également si la personne est allongée sur le sol. Le système pourrait alors donner l’alarme, incitant les soignants à vérifier si la personne est tombée.

Faisceaux radar pour la mise en réseau et la localisation des objets du quotidien

Jusqu’à neuf modules d’envoi/réception comme ceux-ci sont intégrés dans la structure de la lampe. Dans cet arrangement, ils couvrent toute la pièce. Crédit : Fraunhofer-Gesellschaft

La base technique

Les faisceaux radar sont envoyés et reçus par un élément hémisphérique. La position idéale pour cet élément, qui ressemble à une lampe, est au plafond au centre de la pièce. La méthode de fixation de la piste du circuit imprimé et du module d’envoi/réception sur la surface hémisphérique en polyuréthane est basée sur une expertise particulière développée par l’équipe IZM dans le domaine du packaging électronique. Les premiers prototypes sont en cours de construction. Au total, jusqu’à neuf modules radar sont répartis sur la « lampe ». Disposés de cette façon, les modules offrent une couverture très uniforme et complète de toute la pièce.

Fraunhofer IZM a de nombreuses années d’expérience dans la technologie radar et a apporté son expertise au projet. Forte de ces connaissances, l’équipe de recherche autour de Christian Tschoban est désormais parvenue à combiner un radar secondaire avec des balises passives pour créer un système performant. Cela constitue à son tour la base technique de l’unité OmniConnect.

Partenaires du projet de Berlin et Oldenburg

La technologie radar de Fraunhofer IZM fournit les données, mais celles-ci doivent encore être analysées et visualisées, et le système doit être contrôlé à l’aide d’un logiciel. L’Institut Fraunhofer collabore avec les partenaires du projet pour trouver une solution. L’Institut des technologies de l’information (OFFIS) d’Oldenburg évalue les données et est responsable du système basé sur l’IA qui détecte les mouvements et l’activité. Ceci est particulièrement important pour les applications de technologie d’assistance en aval, détectant de manière fiable une chute par exemple. HFC Human-Factors-Consult GmbH de Berlin programme une interface conviviale sous la forme d’une application. À la fin du projet, les prototypes entièrement développés seront utilisés pour mener des études d’utilisateurs.

Netz-Werker AG, une entreprise qui développe depuis de nombreuses années des solutions dans les secteurs Ambient Assisted Living (AAL) et Smart Home, est un autre partenaire basé à Berlin. Le développement d’interfaces pour la technologie OmniConnect ouvre la porte à l’utilisation de capteurs intelligents à un nouveau niveau de complexité.

Comme l’explique le professeur Thomas Jürgensohn, coordinateur du projet de HFC Human-Factors-Consult GmbH : « Dans le secteur des soins, OmniConnect offre un moyen rentable de surveiller les déplacements des personnes nécessitant des soins dans leur propre environnement et d’intervenir dans les situations d’urgence. Mais il existe également de nombreuses applications potentielles en dehors du secteur des soins. »

Applications dans les réseaux domestiques

La mise en réseau domestique est un scénario orienté vers l’avenir. Ici, la technologie radar pourrait aider à faire des applications Internet des objets (IoT) une réalité. Via des balises et des radars secondaires, appareils et objets se relaient leur état et leur position ou échangent des données entre eux. « Ceux d’entre nous qui ont tendance à égarer leur clé peuvent simplement attacher une petite étiquette à la clé, l’intégrer dans le système et ne plus jamais perdre la clé », explique Tschoban avec un sourire. Dans la production industrielle, un système OmniConnect peut être utilisé pour la communication entre l’homme et la machine. Le robot détecterait en temps réel, par exemple, la localisation exacte de son collègue humain sur le lieu de travail.


Module de capteur radar pour apporter une sécurité supplémentaire à la conduite autonome


Fourni par Fraunhofer-Gesellschaft

Citation: Faisceaux radar pour la mise en réseau et la localisation d’objets du quotidien (2021, 2 juillet) récupérés le 2 juillet 2021 sur https://techxplore.com/news/2021-07-radar-networking-localizing-everyday.html

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