Avaliação de quatro algoritmos de trilateração baseados em RSSI considerando a variação do número de nós fixos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Ohashi, Felipe Tetsuo
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSCAR
Texto Completo: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18352
Resumo: Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) are machines of great importance these days, as they are no longer a resource that was previously limited to military use but are beginning to exist in the everyday life of society. This change is due to the advancement of technology and the prevalence of his IoT (Internet of Things), where devices are becoming more and more connected. The use of drones for tracking has a variety of applications that exist in fields such as military, agriculture, and government. RSSI is one of the most popular distance estimation techniques, notable for its wide use in traditional wireless technologies and its presence in highly available and easy acquisition devices. The current work proposes a simulation using the RSSI, Received Signal Strength Indicator, method using four different trilateration algorithms to determine the number of anchor nodes from which signals are generated to determine the desired position. Check precision and accuracy in different scenarios. Heatmaps were generated for each trilateration method using MATLAB software to obtain the behavior of the parameters selected for qualitative analysis of the results. Using the data generated by the simulations, mean errors and standard deviations medium values were calculated to allow a general assessment of the algorithm's performance. Comparing the extracted results allowed the identification the strengths and weaknesses of each method applied to RSSI, opening the possibility of using any one of the four algorithms in certain scenarios, although the presented It does not obviate the need to empirically verify the performances presented. From the three chosen parameters, it was possible to estimate IoT applications in which each triangulation method would have a better performance. Assuming, for example, situations in which there would be a need for greater accuracy for an application in drone location or a scenario where the position processing was crucial.
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The use of drones for tracking has a variety of applications that exist in fields such as military, agriculture, and government. RSSI is one of the most popular distance estimation techniques, notable for its wide use in traditional wireless technologies and its presence in highly available and easy acquisition devices. The current work proposes a simulation using the RSSI, Received Signal Strength Indicator, method using four different trilateration algorithms to determine the number of anchor nodes from which signals are generated to determine the desired position. Check precision and accuracy in different scenarios. Heatmaps were generated for each trilateration method using MATLAB software to obtain the behavior of the parameters selected for qualitative analysis of the results. Using the data generated by the simulations, mean errors and standard deviations medium values were calculated to allow a general assessment of the algorithm's performance. Comparing the extracted results allowed the identification the strengths and weaknesses of each method applied to RSSI, opening the possibility of using any one of the four algorithms in certain scenarios, although the presented It does not obviate the need to empirically verify the performances presented. From the three chosen parameters, it was possible to estimate IoT applications in which each triangulation method would have a better performance. Assuming, for example, situations in which there would be a need for greater accuracy for an application in drone location or a scenario where the position processing was crucial.Veículos aéreos não tripulados (VANTs) são máquinas que estão ganhando grande destaque nos tempos recentes, deixando de ser um recurso, que antes era restrito à aplicações militares, e passando a ter presença no cotidiano da sociedade. Esta mudança se deve ao avanço da tecnologia e à disseminação do IoT, internet of things, que está tornando os dispositivos cada vez mais conectados. A utilização de drones para localização possui uma diversa variedade de aplicações, estando presente em áreas como a militar, agrícola, governamental, entre outras. Dentre as técnicas mais populares de estimativa de distâncias, o RSSI, received signal strenght indicator, destaca pela sua ampla aplicação em tecnologias sem fio convencionais e sua presença em equipamentos de alta disponibilidade e fácil e aquisição. O presente trabalho propõe uma simulação utilizando o método RSSI com quatro tipos de algoritmos de trilateração a fim de verificar a precisão e acurácia em cenários com diversas quantidades de nós âncoras, de onde são gerados os sinais, para a determinação de uma posição desejada. Utilizando o software MATLAB, foram gerados mapas de calor para cada método de trilateração a fim de se obter o comportamento dos parâmetros escolhidos para uma análise qualitativa do resultados. Com os dados gerados pela simulação, foram calculadas as médias de erro e desvio padrão possibilitando um julgamento geral dos desempenhos dos algoritmos. Realizando a comparação dos resultados extraídos, foi possível levantar pontos fortes e fracos de cada método aplicado ao RSSI, abrindo a possibilidade de se indicar a utilização de um dos quatro algoritmos para cenários específicos, mas não excluindo a necessidade de validar empiricamente as performances apresentadas. A partir dos três parâmetros escolhidos foi possível estimar aplicações em IoT nos quais cada método de triangulação teria um melhor desempenho. Supondo-se, por exemplo, situações nas quais haveria a necessidade de uma maior acurácia para uma aplicação em localização de drones ou um cenário onde o tempo de processamento da posição fosse determinante.Não recebi financiamentoporUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosEngenharia Mecânica - EMecUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessRSSITrilateraçãoVANTLocalizaçãoOUTROS::ENGENHARIA MECATRONICAAvaliação de quatro algoritmos de trilateração baseados em RSSI considerando a variação do número de nós fixosEvaluation of four trilateration algorithms based on RSSI considering the variation in the number of fixed nodesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis600600f30337d3-cf38-40b7-a663-7055c78a90careponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALTCC_Felipe_Ohashi__2022.pdfTCC_Felipe_Ohashi__2022.pdfapplication/pdf2005083https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/18352/1/TCC_Felipe_Ohashi__2022.pdffd98a5eb0f27a4a7f7a3c3648e05f152MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8810https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/18352/2/license_rdff337d95da1fce0a22c77480e5e9a7aecMD52TEXTTCC_Felipe_Ohashi__2022.pdf.txtTCC_Felipe_Ohashi__2022.pdf.txtExtracted texttext/plain50446https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/18352/3/TCC_Felipe_Ohashi__2022.pdf.txtcf5c1d07c25318858f75b20f42223b66MD53ufscar/183522024-05-14 18:28:10.07oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/18352Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222024-05-14T18:28:10Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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