Utilisation de réseaux neuronaux pour l’identification d’objets à partir du champ électromagnétique diffracté mesuré

Niveau : Etudiants de dernière année d’Ecole d’Ingénieurs ou Master 2
Début du stage : Mars 2022
Durée : 6 mois
Thématique(s) : ISA
Gratification : Environ 550 €/mois selon la réglementation en vigueur
Lieu : LEAT, Campus SophiaTech, Bâtiment Forum, 930 Route des Colles, 06903 Sophia Antipolis
Contact(s) :
Nicolas FORTINO (nicolas.fortino@univ-cotedazur.fr)
Jean-Yves DAUVIGNAC (jean-yves.dauvignac@univ-cotedazur.fr)
Yasmina Zaky (yasmina.yehia-aly-hassan-zaky@etu.univ-cotedazur.fr)

Sujet :

Le développement de systèmes radar et les traitements de données associés sont les activités majeures de l’équipe « Imagerie microonde et Systèmes d’Antennes » (ISA) du LEAT. Les domaines d’application sont variés (détection de canalisations, imagerie du cerveau, détection de débris sur pistes d’aéroport, …). Le sujet de ce stage s’inscrit dans la catégorie des systèmes ultra large bande (dits « ULB ») qui sont basés sur l’émission de brèves impulsions électromagnétiques ou de rampes de fréquence. Ces systèmes sont habituellement utilisés pour des applications telles que le contrôle non destructif en génie civil, l’imagerie à but géophysique, la vision à travers les murs ou bien encore l’imagerie médicale. Dans ce stage, on se propose d’étudier une application de cette technologie en espace libre : le but sera alors d’identifier un objet (forme, taille, matière, orientation) à partir de l’étude de son champ diffracté lorsqu’il est éclairé par une onde électromagnétique. En effet, la richesse spectrale des signaux ULB associée à une diversité spatiale permet d’obtenir des critères d’identification d’objets de forme géométrique simple (sphères, cylindres, anneaux, …) ou plus complexe (parallélépipèdes, dièdres, tétraèdres …). Ce stage propose
d’aborder l’utilisation de l’intelligence artificielle et plus précisément du Deep Learning sur les champs diffractés par ces objets pour l’aide à la décision lorsqu’il s’agit de distinguer plusieurs objets entre eux. La problématique sera ici le développement de protocoles de mesure de champs diffractés d’objets afin de fournir des données expérimentales et ainsi valider les nouveaux traitements développés au LEAT. Ces travaux seront ainsi complémentaires aux traitements de signaux déjà à l’étude au laboratoire.

Le travail de ce stage se déroulera donc selon quatre axes principaux :

  • La simulation électromagnétique sous CST ou HFSS d’une scène radar complète intégrant notamment les antennes d’émission/réception pour la simulation du champ diffracté par des objets
  • Définition d’un protocole expérimental basé sur les résultats de ces simulations
  • Mise en place du protocole et mesure du champ diffracté par les objets sélectionnés
  • Validation des traitements développés au laboratoire pour la classification d’objets à partir des résultats de la simulation et des mesures

Compétences et qualités requises :

  • Compétences en électromagnétisme (diffraction, rayonnement)
  • Aptitudes expérimentales
  • Connaissance des outils de simulation EM (CST ou HFSS)
  • Programmation pour le calcul scientifique en Python ou Octave (équivalent Matlab)
  • Facilité d’intégration dans une équipe.