Projekt badawczy LIDER/23/147/L-1/09/NCBiR/2010


Witamy na stronie projektu badawczego pt."Hybrydowy system lokalizacji wewnątrz budynków" realizowanego w ramach programu LIDER i finansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju (NCBiR) . Kierownikiem projektu jest dr inż. Łukasz Kulas - pracownik Katedry Inżynierii Mikrofalowej i Antenowej Wydziału Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki Politechniki Gdańskiej.

Na stronie tej znajdziesz między innymi:

Krótki opis projektu

Systemy lokalizacji w czasie rzeczywistym (RTLS - ang. Real Time Locating Systems) stanowią jedną z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi technologii ICT. Pozwalają one na przestrzenną lokalizację przedmiotu lub osoby w czasie rzeczywistym. Systemy RLTS podzielić można na systemy pracujące w otwartych przestrzeniach oraz działające wewnątrz budynków. Pierwsza klasa systemów wykorzystuje głównie technologię GPS (ang. Global Positioning System) w połączeniu z systemami telefonii komórkowej, a jej najbardziej znane zastosowania to lokalizacja osób/pojazdów oraz zarządzanie flotą pojazdów. Dzięki wykorzystaniu wiarygodnej i dokładnej technologii lokalizacji GPS rozwój systemów tego typu nie sprawia kłopotów i prowadzony jest z powodzeniem zarówno przez firmy krajowe jak i zagraniczne.
W odróżnieniu od systemów lokalizacji dla przestrzeni otwartych systemy lokalizacji wewnątrz budynków (IPS ang. Indoor Positioning Systems) nie mogą korzystać z sygnału GPS do określania pozycji wewnątrz budynków. Z tego powodu zagadnienie to jest znaczenie bardzie złożone zarówno od strony technicznej (istnieje konieczność budowy dedykowanej infrastruktury) jak i naukowej (konieczność stosowania złożonych algorytmów obliczeniowych uwzględniających zjawiska propagacji wewnątrz budynków - np. wielodrogowość).

Podstawową cechą łączącą systemy lokalizacji wewnątrz budynków dostępne komercyjnie oraz opublikowane wyniki badań naukowych jest silne zawężenie mechanizmów pozwalających na lokalizację do jednej lub dwóch podstawowych technik lokalizacji. Powoduje to występowanie szeregu problemów jak brak wystarczającej dokładności ustalanej pozycji, przeskakiwanie lokalizowanego punktu pomiędzy piętrami lub pokojami oraz co za tym idzie brak wiarygodności systemów lokalizacji wewnątrz budynków. Brak jest systemów w pełni hybrydowych, które łączą wszystkie znane techniki lokalizacji.

Celem projektu jest opracowanie wiarygodnego systemu dla lokalizacji wewnątrz budynków, którego główną cechą będzie użycie wielu wzajemnie się uzupełniających technik lokalizacji. Użycie wielu technik, które dostarczają różnych wyników pozwoli na obliczenie położenia obiektu ze znaczną dokładnością przy wysokiej wiarygodności dostarczanych wyników. Aby zwiększyć niezawodność w porównaniu do istniejących systemów IPS, obliczenia odbywać się będą na podstawie danych dostarczonych przez różnorodne zródła sygnału niosącego informację o lokalizacji, m.in. sygnał radiowy (różne częstotliwości, moc oraz modulacja i kodowanie), sygnał pochodzący od czujników (podczerwieni, akcelerometrów, itp.) czy sygnał pochodzący z kamer.

W rezultacie projektu powstanie hybrydowy system lokalizacji wewnątrz budynków o budowie modularnej, który będzie punktem wyjścia do podjęcia współpracy z polskimi firmami zainteresowanymi jego komercyjnym wykorzystaniem (wdrożeniem do sprzedaży). Hybrydowość systemu ma w tym przypadku podwójne znaczenie:
  • Hybrydowość sprzętowa - oznaczające wykorzystanie różnorodnych konstrukcji elektronicznych pracujących na niskiej i wysokiej częstotliwości pozwalających na zastosowanie wielu uzupełniających się metod lokalizacji w jednym systemie IPS
  • Hybrydowość algorytmiczna - oznaczająca jednoczesne użycie wielu algorytmów lokalizacji wraz z metodami wnioskowania pozwalającymi na poprawienie dokładności wyznaczania pozycji w stosunku do znanych systemów przy zachowaniu elastyczności, funkcjonalności oraz atrakcyjnej ceny systemu w momencie komercjalizacji (wdrożenia do sprzedaży).
Powrót

Aktualnie prowadzone prace

Trwają prace badawcze w zakresie:
  • opracowania i wykonania radiowych modułów bezprzewodowych do stacji referencyjnych i lokalizowanych pracujących na różnych częstotliwościach;
  • opracowania i wykonania radiowych modułów bezprzewodowych wykrywających pasywne etykiety RFID (ang. Radio Frequency Identification);
  • realizacji nadajników i odbiorników sygnałów dodatkowych wspierających lokalizację (np. podczerwień, sygnał dzwiękowy) oraz czujniki (np. akcelerometry, kompasy cyfrowe);
  • opracowania i wykonania anten i systemów antenowych do stacji referencyjnych wspomagające lokalizację (m.in. anteny o wybranych charakterystykach promieniowania, anteny kierunkowej z przełączanym elektronicznie kierunkiem wiązki głównej oraz anteny inteligentnej - wykrywające kierunek nadejścia sygnału);
  • opracowania podstawowych algorytmów lokalizacji pracujących z modułami bezprzewodowymi oraz nadajnikami/odbiornikami sygnałów dodatkowych;
  • opracowania oprogramowania do rozpoznawania obrazu, które pozwoli na wyznaczanie położenia obiektu w przestrzeni wewnątrz budynku na podstawie sygnału z kamer obrotowych wysokiej rozdzielczości.
Powrót

Dotychczasowe wyniki prac

Publikacje w czasopismach:
  1. L. Kulas, K. Nyka, "Testbed for Development and Verification of Hybrid Localization Systems", Proc IEEE International Conf. on Indoor Positioning and Indoor Navigation - IPIN 2011, Guimaraes, Portugal,
  2. L. Bras, N. B. Carvalho, P. Pinho, L. Kulas and K. Nyka, "Antennas for Indoor Positioning Systems" (w recenzji),
  3. P. Woznica, L. Kulas, K. Nyka, "Reliable testbed for indoor positioning systems", 19th International Conference on Microwaves, Radar and Wireless Communications – MIKON 2012 (w recenzji),
  4. P. Woznica, L. Kulas, L. Sorokosz, W. Zieniutycz, "Anechoic Chamber as a Testing Environment for Indoor Wireless Positioning Systems", Metrology and Measurement Systems (w recenzji),
Powrót
Logo_Lider
Logo_Lider
© 2004-2006 Katedra Inżynierii Mikrofalowej i Antenowej Politechniki Gdańskiej