Bina içi konumlandırma sistemi

Abstract

Konumlandırma sistemleri, anlık yer tespiti işlemlerinin gerçekleştirilmesi amacıyla kullanılan teknolojilerdir. Bu sistemlerin en bilineni Küresel Yer Belirleme Sistemi olarak bilinen GPS'tir. Küresel Yer Belirleme Sistemi, çok geniş bir alanda pozisyon belirleme işlemini gerçekleştirir. Fakat Küresel Yer Belirleme Sisteminin bina içi pozisyon tespit işlemlerinde kullanımı mümkün değildir. Bina içi konumlandırma sistemleri için farklı yöntemler ve araçlar kullanılmaktadır. Bu çalışmada bina içi ortamlara uygun gerçek zamanlı bir konum belirleme sistemi oluşturulması amaçlanmıştır. Anlık pozisyon bilgilerinin çalışılan ortamın haritasının üzerinde takip edilmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla TOBB ETU yerleşkesinin Mühendislik Fakültesinin yer aldığı 1. katın sınırlı bir alanında bina içi konumlandırma sistemi gerçekleştirilmiştir. Çalışmada kablosuz bağlantı özeliği bulunan hareket halindeki bir dizüstü bilgisayarın anlık pozisyonu tespit edilmeye çalışılmıştır. Hazırlanan yazılımda çalışılan ortamda bulunan erişim noktalarından elde edilen sinyal gücü değerlerinden faydalanılmıştır. Bu amaçla pozisyon tahmin işlemlerinden önce ortamda bulunan erişim noktalarının sinyal gücü değerleri belli noktalardan gözlenmiştir. Bu değerler saklanarak pozisyon tahmin işlemi esnasında anlık sinyal gücü değerleri ile karşılaştırılmış ve hareketli cihazın anlık pozisyon bilgisi tahmin edilmeye çalışılmıştır. Pozisyon tespit işlemleri için farklı yöntemler denenmiş ve elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Bu çalışmada pozisyon tahmin işlemlerinde kullanılan yöntemler Öklit mesafesi hesabına dayanmaktadır. Bu yöntemlere ek olarak yapay sinir ağlarının kullanımının sisteme olan etkileri de gözlenmeye çalışılmıştır. Yapılan çalışmalar sonunda ortalama yaklaşık 3 m.lik hata oranı ile pozisyon tahmin işlemleri gerçekleştirilmiştir. Hazırlanan bu çalışmanın herhangi bir donanıma ihtiyaç duymaması ve var olan kablosuz iletişim yapısıyla bu hata oranın elde edilebilmesi böyle bir sistemin, bina içi pozisyon tespit işlemleri için kullanılabilirliğini göstermiştir.

Positioning systems are technologies that are used for determining the instant position. The most known positioning system is Global Positioning System, also known as GPS. Global Positioning System is used for estimating of position in a wide area. However it is not possible to use Global Positioning System in indoor positioning. There are different methods and devices used in indoor positioning systems. In this study, it is aimed to develop a real time positioning system that is suitable for indoor locations. Tracking the instant position on a map is also aimed. In this study, an indoor positioning system is implemented in a finite area that is placed on the first floor of Engineering Faculty of TOBB ETU. In the study, the instant position of a mobile laptop that is capable of wireless connection is determined. In the software the signal strengths that are obtained from access points in the building are used. Before the position estimation, signal strengths of access points are observed at some locations. These values are stored and associated with instant signal strengths in order to estimate the position of mobile device. During position estimation, different algorithms are used and results are compared with each other. In this study, the methods used for position estimation are based on the Euclid distance. In addition to these methods, the results from neural networks are also analyzed. At the end of study, the position estimations with an average error of approximately 3 m. are accomplished. The ability of obtaining this error rate with the present wireless communication infrastructure and the fact that the prepared work would not need any hardware lead to the conclusion on the possible usability of such a system with the indoor positioning.