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intégration) ou la position (par deux intégrations).

Nous avons un ensemble de 3 accéléromètres dans la Wii Motion Plus, nous permettant de visualiser les mouvements sur les axes (x, y et z).

2. Gyroscopes

Un gyroscope est un appareil qui exploite le principe de la conservation du moment angulaire. Dans les capteurs : un gyroscope est un capteur de position angulaire et un gyromètre est un capteur de vitesse angulaire. Le gyroscope donne la position angulaire (selon un, deux ou les trois axes) de son référentiel par rapport à un référentiel inertiel (ou galiléen).

Aujourd’hui, on appelle gyroscope tout appareil comprenant un rotor (ou toupie) tournant à grande vitesse autour de son axe Δ, ce dernier possédant, suivant les cas, un ou deux degrés de liberté par rapport au boîtier de l'appareil.

Dans les gyroscopes libres (ou 2 axes), Δ peut se déplacer, par rapport au boîtier, dans un angle solide entourant un axe Z lié au boîtier, appelé axe de zéro ; dans certains cas, cet angle solide couvre tout l'espace, par exemple dans le gyroscope à toupie sphériques portées par champ électrique. Dans les gyroscopes 1 axe, Δ est astreint à balayer un plan fixe lié au boîtier.

Gyroscope libre.

Représentation schématique d'un gyroscope libre dont la toupie est portée par cardan ; dans ce type d'articulation, l'axe de la toupie ne doit jamais être parallèle à l'axe de cardan extérieur, sinon le rotor perd un degré de liberté par rapport au boîtier.

Gyroscope muni d'un axe.

Représentation schématique d'un gyroscope « 1 axe ». La liaison cinématique formée par l'anneau A et l'axe de sortie S oblige Δ à balayer un plan lié au boîtier et perpendiculaire à S.

Les gyroscopes sont de plus en plus utilisés et dans des secteurs totalement différents. Que ce soit dans le spatial, pour garder les stations en orbite, ou dans la vie de tous les jours, le Segway en utilise pour stabiliser ce vélo électrique .On retrouve des gyroscopes dans de nombreux domaines : dans les smart phones, que ce soit pour les différents jeux mais aussi sur certains modèles pour zoomer sur une photo.

Pour notre projet, la manette Wii Motion Plus est un progrès avec l’intégration d’un gyroscope qui permet de manière beaucoup plus simple de calculer la position exacte de la wiimote dans l’espace. Ce qui est très utile pour connaitre la position d’une personne ayant la manette wii en main.

3.

Centrales inertielles

Ce sont des appareils qui combinent les accéléromètres et les gyroscopes et qui permettent donc d’obtenir les vitesses angulaires ainsi que les accélérations.

Il existe deux types de centrales à inertie. Celle-ci sont différentes car la façon dont on mesure l'accélération horizontale n’est pas la même.

* Les centrales comportant une plate-forme que l’on astreint à rester horizontale.

* Les centrales comportant une plate-forme liée à la structure du système.

Dans les deux cas, les accéléromètres sont du type asservi. Lors d’une accélération, un moteur couple empêche la masse sensible de s’écarter de sa position. Le courant fourni par le moteur couple pour effectuer ce travail représente l’accélération.

4. Quaternions

Les quaternions donnent un système mathématique permettant de représenter des objets grâce à leurs positions et leurs angles. Les quaternions sont aux nombres complexes ce que les nombres complexes sont aux nombres réels. Ils sont plus simples à utiliser que les angles d’Euler et sont plus stables que les matrices de rotations.

Le principe est simple : au lieu de tourner un objet via une série de rotations successives, les quaternions permettent au programmeur de tourner un objet autour d'un axe arbitraire et d'un angle quelconque.

Nous obtenons les quaternions à l’aide de multiplication matricielle.

Aujourd'hui, Les quaternions ont été adoptés dans des applications en infographie, robotique, navigation et l en mécanique spatiale, dans le traitement de signal, dans la commande de mouvement et la mécanique orbitale.

Par exemple, il est fréquent que les systèmes de commande de déplacement des satellites soient régis en termes de quaternions. La raison est celle –ci : 'effectuer beaucoup d'opérations sur les quaternions est numériquement plus stable que d'effectuer beaucoup d'opérations sur les matrices.

Les quaternions représentent les rotations en 3 dimensions de façon simple.]

Chaque rotation en trois dimensions consiste à tourner d'un certain angle autour d'un certain axe. Quand l'angle est nul, l'axe n'a pas d'importance, de telle façon qu'une rotation de zéro degré est un simple point dans l'espace des rotations (c'est la rotation identité). Pour un angle petit mais non-nul, l'ensemble des rotations possibles est une petite sphère entourant la rotation identité, où chaque point de la sphère représente un axe pointant dans une direction particulière. Des rotations d'angles de plus en plus grands s'éloignent progressivement de la rotation identité, et nous pouvons nous les représenter comme des sphères concentriques de rayons croissants. Lorsque l'angle de rotation dépasse 180°, les rotations suivant les différents axes cessent de diverger et commencent à nouveau à se ressembler, pour finir par devenir identiques (et égales à la rotation identité) lorsque l'angle atteint 360°.

II.

Différents modèle de simulation

1. MatLab

Après avoir reçu un mail de M. Peyrodie et M.Dominé concernant un fichier appelé : « fwiine » nous avons décidé de travailler sur le logiciel Matlab. En effet ce fichier nous a permis d’étudier les accéléromètres de la Wiimote en temps réel.

fWIIne v0.4 est une version bibliothèque open source permettant l'acquisition des données des capteurs de la Wiimote sous Matlab/SImulink(pour WinXP) ou Scilab(Linux). Elle a été pensée pour le développement, l'expérimentation et aussi à des fins éducatives.

Matlab est à la fois un langage de programmation et d’environnement de développement développé .Il est commercialisé par la société américaine MathWorks. MATLAB est utilisé dans les domaines de l'éducation, de la recherche et de l'industrie pour le calcul numérique mais aussi dans les phases de développement de projets.

Ayant travaillé principalement sur Matlab durant toute l’année, il nous semblait plus facile du point de vue de nos connaissances de travailler sur ce logiciel.

Nous allons vous présenter nos acquisitions dans les parties suivantes intitulées : « Test des données » et Interprétation des données.

2.

Visual Basic

Durant nos recherches nous avons trouvé beaucoup de petits logiciels pour tester les fonctionnalités de la manette comme ce logiciel exécutable sous Visual Basic.

Il permet de tester l’ensemble des boutons de la manette, d’avoir les valeurs numériques des accéléromètres (selon les axes X, Y et Z), d’obtenir le niveau de la batterie mais également de tester les LED de la manette.

Ce logiciel ne nous donnant pas l’affichage graphique en temps réel, nous nous sommes tournés vers le logiciel Matlab.

3.

GlovePie

GlovePIE, est un logiciel créé par Carl Kenner qui permet selon son concepteur de jouer à n'importe quel jeu, de contrôler n'importe quelle application ou n'importe quel périphérique MIDI en utilisant le contrôleur que l'on souhaite, comme par exemple un clavier, une souris ou manette de jeu comme la Wiimote (manette Wii).

Son fonctionnement est simple : ce logiciel va interpréter les commandes envoyées par les divers périphériques et la création de petits scripts va permettre de transformer ces signaux en commandes interprétables par différents programmes. Une base de script est d'ailleurs fournie par défaut et permet, par exemple, de piloter Google Earth via la célèbre commande de Nintendo. Ce logiciel ne demande pas d'installation particulière et ne requiert que DirectX ou supérieur, et fonctionne de façon complète sous Windows XP ou Vista. Seul impératif : posséder un adaptateur Bluetooh pour faire fonctionner vos périphériques correctement.

Il nous fallait récupérer les données de la Wiimote lors d’un mouvement. On a donc essayé de les récupérer à l’aide d’un script que l’on a intégré à ce logiciel.

Voici le programme que l’on programme sur Glovepie :

// Ce petit programme sert à récupérer les angles de la manette.

// RawAccX pour l'accélération concernant X, RawAccY pour l'accélération