Geavanceerde Indoor Positioneringssystemen: Precisie Tracking Binnen Gebouwen

Wat zijn locatiesystemen en waarvoor dienen ze?

Kennis over waar iemand of iets zich bevindt, is een belangrijke vereiste geworden in meerdere velden, zoals in het geval van militaire bedrijven of diensten.
In buitenomgevingen is GPS de meest gebruikte oplossing, praktisch universeel, om een "precieze" en snelle locatie overal op de planeet te verkrijgen. Deze technologie is wijd verspreid met toepassingen zoals autonaigatiesystemen, vlootbeheer of de locatie van noodoproepen.

Voor binnenlocatie presenteert deze technologie problemen met signaalverzwakking, zodat dergelijke goede resultaten niet verkregen kunnen worden. In locatiesystemen zijn nauwkeurigheid en bereik belangrijke aspecten, die afhangen van de gebruikte signalen en dus van de technologie waarop ze gebaseerd zijn. In de volgende secties kun je leren welke opties we gebruiken wanneer we objecten binnen willen lokaliseren.

Hoe Wordt Binnenlocatie Gedaan?

In de laatste jaren is veel tijd geïnvesteerd in het ontwikkelen van oplossingen om de locatie binnen zo krachtig te maken als die we buiten hebben, rekening houdend met de beperkingen die ontstaan omdat er geen eerdere kaarten zijn en de verkregen precisie in de locatie veel groter moet zijn (GPS biedt benaderingen van 10m). Deze situatie heeft geleid tot het opduiken van talrijke technologieën die proberen binnen-toepassingen te dekken, zoals UWB, ZigBee, WiFi of Bluetooth.

In het algemeen wordt de locatie in twee fasen uitgevoerd:

• De schatting van afstanden, gebaseerd op de meting van verschillende parameters (hoek, niveau en aankomsttijd) van de signalen die tussen de referentieknooppunten en het te lokaliseren element worden verzonden.

• De berekening van de positie, uitgevoerd met varianten van algoritmes, variërend van geometrische berekeningen tot die die rekening houden met de traject en de vorige positie.

De meest gebruikte technieken om de positie in dit type draadloze systemen te schatten zijn:

• Trilateratie: berekent de positie van het knooppunt door de afstanden tot verschillende referentieposities (beacons) te meten. Minimaal drie niet-collineaire beacons zijn vereist voor 2D-locatie.

• Triangulatie: vergelijkbaar met trilateratie maar gebaseerd op hoeken en afstanden. Alleen twee hoeken en de afstand tussen twee punten kunnen gebruikt worden voor 2D.

• Multilateratie: als triangulatie, maar gebruikt het verschil in aankomsttijd van de signalen om de afstanden te berekenen.

• Scène-analyse: analyse van de scène vanuit een specifiek punt, met een camera of een andere sensor, om veranderingen in haar te detecteren. Een voorbeeld zou ons Project zijn waarin we de elementen lokaliseren dankzij de visiecamera.

• Proximiteit: bepaalt wanneer een object of persoon in de buurt is van een bekende locatie via druk-, aanrakings-, capaciteits-, tag- of inlogsensoren.

Locatieapparaten en -technologieën

Er zijn verschillende apparaten en locatietechnologieën die gebruikt kunnen worden, we vertellen je enkele van de meest gebruikte:

Beacons of BLE (Bluetooth Low Energy)

Een beacon is een laag-energie-apparaat, dat een bluetooth low-energy signaal (BLE) genereert naar andere mobiele apparaten in de buurt zonder eerdere synchronisatie nodig te hebben. Deze beacons verzenden een universele unieke identificator die in een applicatie verzameld kan worden om bepaalde acties uit te voeren, zoals het verkrijgen van de locatie. Hun foutmarge is minder dan 1 meter, ze hebben een bereik tot 90 meter en hun latentie wordt bepaald door de configuratie van de beacon.

Het is een van de oplossingen die het langst is geïmplementeerd in diverse toepassingen, hetzij in fabrieken voor de lokalisatie van activa, of in winkels om het gebied van de zaak te lokaliseren waarin we ons bevinden en ons gepersonaliseerde aanbiedingen te bieden via de communicatie van onze smartphones met deze beacons. We kunnen het ook in sommige musea vinden om werken te lokaliseren of begeleide tours te maken.

RFID

RFID is een set technologieën ontworpen om labels of tags op afstand te lezen door gebruik te maken van een lezer, op een zodanige manier dat, wanneer de lezer in het gebied is waar deze labels uitgezonden worden, er een informatie-uitwisseling tussen de apparaten plaatsvindt.

De labels kunnen van passief type zijn (zonder batterijen, omdat ze gebruikmaken van de energie van de golven die de lezer uitzendt om de communicatie uit te voeren) of van actief type (ze bevatten een batterij binnenin). De meetbereiken zijn minder dan één meter in het geval van de passieve, terwijl ze voor de actieve tussen tien en honderd meter liggen. NFC, steeds meer aanwezig vandaag de dag, is een subset van RFID-technologieën die de transmissieafstand beperkt tot een paar centimeter om de beveiliging te verbeteren.

Andere Technologieën als LiFi, WiFi

Het gebruik van WiFi en LiFi communicaties wordt momenteel onderzocht, met de ontwikkeling van laag-energiesystemen die goede resultaten in binnenlocatie toelaten. Tegelijkertijd wordt ook vooruitgang geboekt in diverse technieken zoals het gebruik van akoestische beacons op niet-hoorbare frequenties of het gebruik van alle sensoren geïntegreerd in smartphones om de precisie van de locaties te verbeteren.

Toepassingen van Beacons of Sensoren in Binnenlocatie

Er zijn talloze toepassingen waar sensortechnologie en beacons binnen gebruikt kunnen worden, zowel voor de industriële omgeving als voor andere sectoren.

• Lokalisatie van activa, gereedschappen en apparatuur. Wet je te allen tijde waar je belangrijkste teams en activa zijn
• Productlokalisatie. Wet je waar je product in de fabriek is om de traceerbaarheid te maken.
• Mensenveiligheid. Voorkom dat mensen gevaarlijke gebieden benaderen als we een beacon in het gevaargebied plaatsen dat het armbandje of de mobiele telefoon van de naderende werknemer waarschuwt.
• Detailhandel en marketing. Kennis van de mensstromen, in welke artikelen of gebieden onze klant meest geïnteresseerd is.

Wil je binnenlocatie toepassen in je Projecten? Neem contact met ons op!

Gerelateerd bericht:

• Vergelijking van Industrie 4.0 tussen Spanje en de overige landen
• M2M of Machine to Machine communicatie, wat is het?
• Hoe Industrie 4.0 cybersecurity beïnvloedt

Gerelateerde Projecten:

• Sensorisering voor externe procesmonitoring
• Robots voor het snoeien van wijngaarden
• Functietesten met MIR + UR bij hoge temperaturen