Harmanlanmış kapalı mekan konum tespit sistemi tasarımı

Abstract

Kapalı mekan konum tespit sistemlerinin kullanımı ve önemi son çeyrek asırda dikkate değer oranda artmıştır. Önümüzdeki yıllarda da genelde konumlama özelde kapalı mekân konumlama sistemlerinin kullanımının geniş uygulama alanı bulması beklenmektedir. Hastane ve rehabilitasyon merkezlerinde hasta ve yaşlı takibi ile alış veriş merkezlerinde müşteri alışkanlıklarının belirlenmesi adına müşteri takibi ve güvenlik uygulamaları bu alanların başında gelmektedir. Açık alanlarda çalışan GPS ve GSM tabanlı konumlama sistemlerinin kapalı mekânda çalışması söz konusu değildir. Kapalı mekânlarda yaygın olarak RF tabanlı sistemler kullanılmaktadır. Bunlardan, hali hazır kullanımları nedeni ile, WiFi tabanlı sistemler en yaygın olanıdır. RFID tabanlı sistemler ise statik ve kısa mesafeli olmaları nedeni ile sınırlı kullanıma sahiptir. Benzer şekilde ultrasonik konumlama sistemleri de sınırlı yeteneklere sahiptir. Konumlama sistem performansının en önemli ölçütü konum belirleme hassasiyetidir. Ortaya çıkan konum hatasının (yatay, dikey ve vektör toplamı) minimize edilmesi literatürdeki çalışmaların odak noktasıdır. Bu doğrultuda, sunulan çalışmada WiFi tabanlı sistemlerde ortaya çıkan konum hatasının en önemli nedenlerinden biri olan yakın mesafe okuma hatasının ultrasonik mesafe bilgisi ile desteklenerek azaltılması için algoritma ve sistem tasarımı önerilmiştir. Çalışma kapsamında tasarlanan Wi-Fi tabanlı konum tespit sisteminin başlangıç ortalama konum hatası 3,34(m), Yakın Mesafe Hata Eleme algoritması ile 3,25(m) ve önerilen Harmanlanmış Konum Tespit Sistemi ile 3,13(m) olarak hesaplanmıştır. Yakın Mesafe Hata Eleme algoritması %90 oranında 2,96(m) ve daha az hataya sahipken, Harmanlanmış Konum Tespit Sistemi %90 oranında 2,78(m) ve daha az hataya sahiptir. Önerilen sistem ile ortalama konum hatası %6. 28 oranında iyileşmiştir.

Indoor locating system usage has begun to increase last decades. Locating system usage in general and indoor locating system usage in specific applications are expected to find wide range of application areas in coming years. Patient and geriatric tracking in hospitals and rehabilitation centres, customer tracking for determining the shopping habit in malls and security based applications are foremost. GPS and GSM based locating systems used in outdoor have not capability to be operated in indoor. RF based locating systems are used in indoor applications, and WiFi based technologies are foremost because of their common usage. RFID technologies have limited applications due to their close distance reading capabilities. Ultrasonic technologies are additional technologies for locating, but they also are operating in very close distance.An important measure of locating system performance is its locating accuracy, and most of scientific studies have focused on minimizing locating error (vertical error, horizontal error and vector sum of them). With this purpose, an algorithm and system design are proposed for decreasing location error based on WiFi system. The most important reason of this mistake is due to the close distance Wi-Fi RF reading, and ultrasonic distance information is used for improving proposed system performance. An initial locating error is observed as 3.34(m) by using traditional WiFİ based system, this error decreased to 3.25(m) by improvement of Close Distance Error Elimination Algorithm(CDEEA). Proposed Hybrid Indoor Locating System (HILoS) indicates 3.13(m) at most. For 90% precision level, CDEEA accuracy is below 2.96(m) and HILoS accuracy is below 2.78(m). As a result , 6.28% improvement is observed between traditional system and proposed HILoS.