Practical implementation of a hybrid indoor localization system

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Oliveira, Leonardo Sestrem de
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10198/24318
Resumo: Mestrado de dupla diplomação com a UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do Paraná
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spelling Practical implementation of a hybrid indoor localization systemFingerprintingMultilaterationIndoor positioning systemKalman filteringSensor fusionDomínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Outras Engenharias e TecnologiasMestrado de dupla diplomação com a UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do ParanáIndoor localization systems occupy a significant role to track objects during their life cycle, e.g., related to retail, logistics and mobile robotics. These positioning systems use several techniques and technologies to estimate the position of each object, and face several requirements such as position accuracy, security, coverage range, energy consumption and cost. This master thesis describes a real-world scenario implementation, based on Bluetooth Low Energy (BLE) beacons, evaluating a Hybrid Indoor Positioning System (H-IPS) that combines two RSSI-based approaches: Multilateration (MLT) and Fingerprinting (FP). The objective is to track a target node, assuming that the object follows a linear motion model. It was employed Kalman Filter (KF) to decrease the positioning errors of the MLT and FP techniques. Furthermore a Track-to-Track Fusion (TTF) is performed on the two KF outputs in order to maximize the performance. The results show that the accuracy of H-IPS overcomes the standalone FP in 21%, while the original MLT is outperformed in 52%. Finally, the proposed solution demonstrated a probability of error < 2 m of 80%, while the same probability for the FP and MLT are 56% and 20%, respectively.Os sistemas de localização de ambientes internos desempenham um papel importante na localização de objectos durante o seu ciclo de vida, como por exemplo os relacionados com o varejo, a logística e a robótica móvel. Estes sistemas de localização utilizam várias técnicas e tecnologias para estimar a posição de cada objecto, e possuem alguns critérios tais como precisão, segurança, alcance, consumo de energia e custo. Esta dissertação de mestrado descreve uma implementação num cenário real, baseada em Bluetooth Low Energy (BLE) beacons, avaliando um Sistema Híbrido de Posicionamento para Ambientes Internos (H-IPS, do inglês Hybrid Indoor Positioning System) que combina duas abordagens baseadas no Indicador de Intensidade do Sinal Recebido (RSSI, do inglês Received Signal Strength Indicator): Multilateração (MLT) e Fingerprinting (FP). O objectivo é localizar um nó alvo, assumindo que o objecto segue um modelo de movimento linear. Foi utilizado Filtro de Kalman (FK) para diminuir os erros de posicionamento do MLT e FP, além de aplicar uma fusão de vetores de estado nas duas saídas FK, a fim de maximizar o desempenho. Os resultados mostram que a precisão do H-IPS supera o FP original em 21%, enquanto que o MLT original tem um desempenho superior a 52%. Finalmente, a solução proposta apresentou uma probabilidade de erro de < 2 m de 80%, enquanto a mesma probabilidade para FP e MLT foi de 56% e 20%, respectivamente.Leitão, PauloRayel, Ohara KerusauskasBiblioteca Digital do IPBOliveira, Leonardo Sestrem de2021-11-23T10:42:52Z202120202021-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10198/24318TID:202795004enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-21T10:54:24Zoai:bibliotecadigital.ipb.pt:10198/24318Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T23:15:10.208424Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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