Suivi individualisé du déplacement d'insectes pollinisateurs et d'animaux d'élevage à l'aide de RADARs microondes à modulation de fréquence - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2021

Individualized tracking of pollinating insects and farm animals using frequency modulated microwave RADARs

Suivi individualisé du déplacement d'insectes pollinisateurs et d'animaux d'élevage à l'aide de RADARs microondes à modulation de fréquence

Résumé

The aim of this thesis is to show the ability of frequency modulated radar (FMCW) to estimate characteristics of animal behavior for different species, pigs, sheep and flying insects. It was used and tested different types of radar and at different frequencies depending on the size and behavior to be estimated. Firstly, by using two FMCW radars with a small aperture angle it is possible to estimate the posture of a sow confined in a maternity cage, a cage used to limit the movement of the sow during lactation and thus limit the mortality of the piglets. This method requires the use of a statistical model using neural networks or random forests to estimate the posture of the sow. FMCW radars were also used to estimate the position of a sheep during a behavioral test. This allowed to extract behavioral parameters and to recognize the most docile and social sheep without using manual measurements. To finish the detection of flying insects it was necessary to develop a new system allowing to follow several bumblebees at the same time in 3D and this without using tags, which can modify the movement of the bumblebee. However, this method still has its limits, the range is only a few meters and the size of the data to be recovered is important (1GB per minute). The advantage of radar is the fact that it can estimate behavioral parameters over time without coming into contact with the animal. Moreover, unlike camera methods, it is not necessary to have an external light source and it is also possible to have opaque obstacles between the radar and the target. And in the case of the detection of bumblebees and sheep the range is more important and this in an uncontrolled environment.
Le but de cette thèse est de montrer la capacité des radars à modulation de fréquence (FMCW) à estimer des caractéristiques du comportement animal et ce pour différentes espèces, porcs, ovins et insectes volant. Il a été utilisé et testé différents types de radar et à différentes fréquences en fonction de la taille et du comportement à estimer. Premièrement en utilisant deux radar FMCW ayant un faible angle d’ouverture il est possible d’estimer la posture d’une truie confinée dans des cages de maternité, cage utilisée pour limiter le mouvement de la truie pendant l’allaitement et ainsi limité la mortalité des porcelets. Cette méthode nécessite l’utilisation d’un model statistique utilisant des réseaux de neurones ou des forêts aléatoires pour estimer la posture de la truie. Il a aussi été utilisé des radars FMCW pour estimer la position d’un mouton lors d’un test de comportement. Ceci a permis d’extraire des paramètres de comportements et ainsi reconnaitre les moutons les plus dociles et sociaux sans utilisé de mesures manuelles. Pour finir la détection des insectes volant il a été nécessaire de développer un nouveau système permettant de suivre plusieurs bourdons en même temps en 3D et ce sans utiliser de tags, qui peuvent modifier le déplacement du bourdon. Cette méthode cependant a encore des limites, la portée n’est que de quelques mètres et la taille des données à récupérer est important (1Go la minute). L’avantage du radar est le fait de pouvoir estimer des paramètres de comportements au cours du temps sans entrer en contact avec l’animal. De plus contrairement à des méthodes par caméra il n’est pas nécessaire d’avoir une source de lumière externe et il est aussi possible d’avoir des obstacles opaques entre le radar et la cible. Et dans le cas de la détection de bourdons et de moutons la portée est plus importante et ce dans un environnement non contrôlé
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Dates et versions

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tel-03456532 , version 2 (24-07-2023)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03456532 , version 1

Citer

Alexandre Dore. Suivi individualisé du déplacement d'insectes pollinisateurs et d'animaux d'élevage à l'aide de RADARs microondes à modulation de fréquence. Micro et nanotechnologies/Microélectronique. INPT, 2021. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-03456532v1⟩
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