Méthode de fiabilisation par la double validation

Une validation est l’action de rendre ou déclarer valide. Ce mot se retrouve souvent dans l’industrie alimentaire et pharmaceutique, où une validation croisée est nécessaire pour la commercialisation d’un médicament. Ici la validation croisée est définie comme : une approche par laquelle les ensembles de données obtenues à partir de deux ou plusieurs méthodes indépendamment sont évaluées de façon critique [FDA01]. En informatique, lorsqu’une information est transmise par une voie de communication peu fiable, un code correcteur crée la redondance pour accroître la

fiabilité de transmission [MAR04][DUM07]. La parité par redondance est utilisée aussi pour les disques durs (RAID) [PAT88].

Inspiré de ces deux méthodes, nous avons proposé une méthode de double validation pour augmenter le taux de localisation correcte. Les deux (dans le cas général un nombre m supérieur à 1) récepteurs sont considérés comme deux capteurs indépendants, qui permettent de fournir deux données de la position du toucher. Nous pouvons considérer qu’il y a de la redondance sur la localisation. Avec cette redondance nous pouvons réduire le Taux de Localisation Fausse (TLF).

Selon cette méthode, on localise la position d’un toucher simple par les transducteurs de réception, respectivement. Une localisation est valide si et seulement si ces deux positions sont identiques.

La figure 3.13 illustre l’organigramme du procédé tactile avec la méthode de double validation. Par rapport à l’organigramme du procédé présenté à la figure 3.1, une opération supplémentaire est introduite : une comparaison entre les positions localisées par les deux récepteurs R1 et R2.

Figure 3.13 : Organigramme du procédé tactile avec la méthode de fiabilisation par la double validation: (a) l’étape d’étalonnage ; (b) l’étape de localisation, et de la validation de la position localisée.

(b) (a)

Prédéfinir les positions du toucher .

Envoyer un signal d’excitation.

« actiliser

Laisser se propager les ondes dans le solide.

Réaliser un toucher à une position prédéfinie.

Mesurer les signaux et par R1 et R2, respectivement.

Stocker les et dans deux matrices de signaux de référence, respectivement.

Laisser se propager les ondes dans le solide. Envoyer les ondes de Lamb dans le solide. « actiliser

Réaliser un toucher sur la surface tactile.

Validation de la position localisée. Oui

Non Mesurer les signaux et par R1 et

R2.

Chercher le plus proche de .

Position localisée par R1.

Chercher le plus proche de .

Position localisée par R2.

Identique ?

3.3.2.1 Application à une surface calibrée avec un doigt humain

Nous reprenons les expériences présentées dans les figures 3.11 et 3.12. La surface tactile est calibrée avec un doigt humain au cours de l’étape d’étalonnage. Le même doigt est ensuite posé au centre de la surface pour un test de l0000 mesures consécutives. Après l’application de la méthode de double validation, seules 1369 mesures sont retenues : voir la figure 3.14.

Notons qu’il n’y a qu’une seule erreur, soit une fiabilité de 99,93% pour cette surface tactile. De plus, cette erreur correspond à la position (x5, y4), un point voisin de la

position correcte.

Figure 3.14 Résultats de 10000 mesures consécutives avec double validation pour un toucher en position (x5, y5). (Le niveau de gris illustre le nombre de fois où un élément est identifié).

Un autre test de fiabilité avec un toucher à la position (x3, y7) confirme une

amélioration du TLC : 7424 localisations sur 10000 localisations consécutives sont retenues avec un TLC de 99,49 %.

Toutefois, la méthode de double validation augmente le temps de réponse du système. Comme il faut en moyenne 7,3 mesures pour valider une localisation à la position (x5,

y5), le temps de réponse moyen devient 200 ms. De même, le temps de réponse moyen

est de 33 ms pour un toucher à (x3, y7). Ces temps de réponse sont estimés avec le

banc de test actuel, où le temps d’acquisition est relativement lourd car la transmission des données utilise le port parallèle. Un tel procédé réalisé in situ avec

3.3.2.2 Application à une surface calibrée avec un doigt en silicone

Nous considérons maintenant la surface tactile calibrée avec le doigt en silicone. Comme le TLC obtenu par chaque récepteur est supérieur à 89%, nous pouvons calculer le TLC du procédé tactile avec la méthode de double validation.

Supposons que les erreurs ne se produisent qu’aux 8 points voisins du point de contact réel, le procédé de localisation a une probabilité de 0,890,89= 0,792 de fournir des résultats corrects avec la méthode de double validation. Une fausse localisation ne se produit que lorsque les résultats des deux récepteurs R1 et R2 indiquent simultanément le même point faux, soit une probabilité inférieure à

00018 , 0 8 / 11 , 0 11 ,

0 _ 2 _{ , soit 2 pour 10000 mesures. Si les signaux de perturbation}

deviennent plus symétriques, il peut apparaître des erreurs de mesures qui ne concernent pas seulement les points voisins du point correct, mais des points situés dans des zones distantes.

Comme cela a été vu au paragraphe 3.2.1, la méthode de double validation peut assurer un TLC élevé au prix d’une augmentation du temps de réponse du système. Dans le cas d’une surface calibrée avec le doigt artificiel, le temps de réponse de localisation est environ de 25 ms.

Un autre inconvénient de la méthode de double validation est que la fiabilité du système dépend du bon fonctionnement de tous les récepteurs. Considérons par exemple le cas où le TLC du récepteur R1 est inférieur à 20%, même si le deuxième récepteur R2 fonctionne avec 100% de TLC, le système ne peut pas valider plus de 20% de localisations. C’est-à-dire que la performance globale du procédé est celle du maillon faible. Si un seul récepteur est en panne, le procédé tactile ne fonctionne plus.

La méthode de double validation peut être vue comme un « critère de rejet » d’une mesure. Nous proposons alors un autre critère, qui donnerait une « raison d’accepter » une mesure : il est basé sur la similarité d’une série de mesures temporelles.

3.3.3. Méthode de fiabilisation basée sur la similarité en série temporelle3