Sistema de Posicionamiento Local usando ARM

¿Qué tan flexible eres con tus opciones de hardware? Como otros han señalado, RSSI es terrible para el posicionamiento, tendrá la suerte de obtener una precisión superior a 5-10 m en un sistema solo RSSI.

Como indicó pjc50, hay varios sistemas ópticos. Si quieres seguir con la radio, hay algunas otras opciones que he visto usar:

1. Tiempo de vuelo, el mismo principio que utiliza el GPS. Bluetooth y wifi son un poco inútiles para esto, pero otras radios como el módulo DWM1000 de decawave combinado con un poco de software pueden hacerlo con bastante precisión. Eso debería llevarlo por debajo del error de 1 m, suponiendo que tenga una línea de visión hacia las balizas. Si tiene cuidado con el diseño del sistema y hace un promedio de esas partes, puede acercarse a una precisión de 30 cm.

2. Mapa de la habitación. RSSI tiene problemas con otras fuentes de ruido y reflejos internos dentro del edificio. No puede hacer mucho con otros ruidos, ya que cambia todo el tiempo, pero los reflejos son bastante constantes. Si puede trazar un mapa de las intensidades de la señal en cada punto del área de prueba, entonces puede comparar lo que ve con el mapa, un par de pequeños movimientos a menudo le permitirán obtener una probabilidad bastante alta de conocer su ubicación. Todavía no es muy preciso, pero es mejor que RSSI solo. Hasta que alguien mueva algún objeto metálico grande, momento en el que estás jodido.

3. Ir de baja tecnología. El sonido se mueve dolorosamente lento. Haz de cada baliza un transmisor de radio y ultrasonido. Cada baliza envía pulsos de radio y ultrasonido simultáneos, usted mide la diferencia de tiempo entre ver los dos y tiene una muy buena idea de su alcance. Es de corto alcance y tiene una velocidad de actualización lenta debido al tiempo que tarda el sonido en llegar a cualquier parte, pero le permite usar un sistema de tiempo de vuelo sin tener que intentar hacer mediciones de tiempo precisas en fracciones de nanosegundo. Los cambios en la velocidad del viento y la temperatura afectarán la precisión, pero en interiores normalmente son un problema menor.

4. RFID de 900 MHz. Esas etiquetas cuestan centavos y tienen un alcance de hasta 20 m. Si coloca una identificación única en cada etiqueta y luego las coloca en una cuadrícula en el techo, luego, al caminar con un lector RFID, puede calcular su ubicación según las etiquetas que puede ver y la intensidad de la señal. Es un sistema basado en RSSI, por lo que la precisión no es excelente, pero normalmente tiene una ruta directa, las señales son demasiado débiles para rebotar mucho y está en una banda de RF más silenciosa, por lo que no es terrible. Puede obtener este tipo de sistema con una precisión de aproximadamente 1-2 m. Pero las etiquetas RFID son mucho más baratas que las estaciones base wifi y no requieren energía.

Después de eso, ingresa a los sistemas de sensores múltiples, a menudo algo similar a uno de los anteriores o un sistema óptico combinado con una IMU. La IMU brinda buenas mediciones de movimiento de alta resolución a corto plazo, pero se desvían con el tiempo, los sistemas de radio o visuales brindan menor precisión pero no se desvían. Si combinas los dos, en teoría puedes obtener muy buenos resultados. Sin embargo, la implementación de ese tipo de sistema puede volverse muy compleja.

Es muy poco probable que esto funcione bien.

El RSSI medido por un receptor Bluetooth se verá afectado por la distancia, pero también se verá afectado significativamente por otros factores, como:

• Ruido aleatorio y condiciones atmosféricas.
• Interferencia de dispositivos de 2,4 GHz en las inmediaciones.
• Patrones de radiación de antena no uniformes.
• Objetos físicos entre las antenas transmisora ​​y receptora.

Incluso si estos factores se mitigan (¡de alguna manera!), la precisión de las lecturas de RSSI no será muy alta; después de todo, la lectura de RSSI está pensada principalmente como un indicador de la calidad de la señal para los usuarios. Incluso los dispositivos BLE solo pueden hacer una estimación muy aproximada de la distancia; el perfil de proximidad Bluetooth solo está destinado a detectar si un dispositivo está cerca o no.

El posicionamiento en interiores es un poco una pesadilla. Más recientemente, las empresas de realidad virtual lo han estado analizando. Básicamente, existen tres enfoques que son populares, todos los cuales son ópticos:

1) GOLPE . Cámara ordinaria, iluminación ordinaria, muchos cálculos. Si puede ver el objetivo, puede trabajar hacia él y tal vez también evitar los muebles.

2) Seguimiento óptico contra un conjunto de balizas. Este es el enfoque utilizado por Wiimotes: la barra de sensores son dos balizas IR y el wiimote es una cámara IR simple.

3) Faro . Muy inteligente, patentado hasta los globos oculares.

RSSI es demasiado variable para dar un seguimiento de alta resolución. Esta empresa afirma una precisión de 5-15 m; básicamente suficiente para decir en qué habitación está un usuario pero no dónde está.