Sistema de posicionamiento local utilizando ARM

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

Como indica pjc50, hay varios sistemas ópticos. Si quieres seguir con la radio, hay 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 combinadas con un poco de software pueden hacerlo con bastante precisión. Eso debería hacer que caiga por debajo del error de 1 m, suponiendo que tenga visibilidad de las balizas. Si usted es cuidadoso con el diseño del sistema y hace un promedio de esas partes, puede acercarse a una precisión de 30 cm.

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

3. Ir de baja tecnología. El sonido se mueve dolorosamente despacio. Haz de cada baliza un transmisor de radio y ultrasonido. Cada baliza emite pulsos de radio y ultrasonido simultáneos, usted mide la diferencia de tiempo entre 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 lugar, pero le permite utilizar un sistema de tiempo de vuelo sin tener que intentar realizar mediciones de tiempo exactas a fracciones de un nanosegundo. Los cambios en la velocidad del viento y la temperatura afectarán la precisión, pero en el interior, por lo general, estos son un problema menor.

4. 900 MHz RFID. Esas etiquetas cuestan centavos y tienen un alcance de hasta 20 m. Si coloca una ID única en cada etiqueta y luego las coloca en una cuadrícula en el techo y luego camina con un lector RFID, puede calcular su ubicación en qué etiquetas puede ver y sus intensidades de 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 de wi-fi y no requieren alimentación.

Después de eso, te metes en sistemas de sensores múltiples, a menudo algo similar a uno de los anteriores o un sistema óptico combinado con una IMU. La IMU proporciona buenas mediciones de movimiento a corto plazo de alta resolución, pero se desviará con el tiempo, la radio o los sistemas visuales darán una menor precisión pero no la desviarán. Si combina los dos, en teoría puede obtener muy buenos resultados. Sin embargo, la implementación de ese tipo de sistema puede ser 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 proximidades.
• 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: la lectura de RSSI está pensada principalmente como un indicador de la calidad de la señal para los usuarios, después de todo. Incluso los dispositivos BLE solo pueden hacer una estimación muy aproximada de la distancia; El perfil de proximidad de Bluetooth solo sirve para detectar si un dispositivo está cerca o no.

El posicionamiento interior es un poco una pesadilla. Más recientemente, las compañías de RV han estado observándolo. Hay básicamente tres enfoques que son populares, todos los cuales son ópticos:

1) SLAM . Cámara ordinaria, iluminación ordinaria, mucho cómputo. Si puede ver el objetivo, puede trabajar para lograrlo y tal vez evitar los muebles también.

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

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

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