>
Fa   |   Ar   |   En
   ارزیابی روش های تعیین موقعیت داخل ساختمان مبتنی بر زیرساخت و مستقل از زیرساخت با تاکید بر پیمایش پیاده  
   
نویسنده سعادت‌زاده اسماعیل ,چهرقان علیرضا ,علی‌عباسپور رحیم
منبع علوم و فنون نقشه برداري - 1399 - دوره : 9 - شماره : 4 - صفحه:205 -233
چکیده    با توجه به گسترش فعالیت‌های افراد در داخل ساختمان‌های پیچیده نظیر اداره‌‌ها، بیمارستان‌ها و فروشگاه‌های بزرگ، تعیین موقعیت و هدایت افراد در داخل ساختمان‌ از جمله موضوعات ضروری و مهم مورد بحث و چالش برانگیز در خدمات مکان مبنا می باشد. روش‌های مختلفی برای تعیین موقعیت در داخل ساختمان وجود دارد. اینکه از چه روش یا روش‌هایی (تلفیق چندین روش تعیین موقعیت) برای تعیین موقعیت داخل ساختمان استفاده شود به عوامل مختلفی مانند هزینه، دقت و صحت، مستقل یا وابسته بودن سیستم به زیرساخت، امنیت و مقیاس‌پذیری سیستم بستگی دارد. در این مقاله سعی شده است با تمرکز بر زیرساخت های مورد نیاز جهت تعیین موقعیت افراد بررسی دقیق و جامعی از مطالعات پیشین صورت پذیرد. همچنین در ادامه با تمرکز بر روش تعیین موقعیت pedestrian dead reckoning (pdr) با استفاده از حسگرهای گوشی‌های هوشمند بعنوان روشی مستقل از زیرساخت، جنبه های مختلف تاثیرگذار بر دقت و روند تعیین موقعیت آن مورد بررسی قرار می گیرد. معیارهای تاثیرگذار مورد بررسی شامل استفاده از انواع فیلتر حذف نویز و فیلتر تلفیقی، معیار الگوریتم طبقه‌بندی داده‌های حسگرها، معیار تعیین نقطه‌ی اولیه، استفاده از landmarkها بعنوان نقاط چک و نقشه طرح برای تنظیم موقعیت تخمینی، معیار تشخیص و تخمین طول گام و معیار تخمین جهت کاربر با ادغام حسگرهای مختلف گوشی هوشمند می باشند. در پایان مزایا و معایب هر یک از روش‌های مبتنی و مستقل از زیرساخت با یکدیگر مقایسه و مورد ارزیابی قرار می گیرند.
کلیدواژه تعیین موقعیت داخل ساختمان، روش‌های تعیین موقعیت مبتنی بر زیرساخت و مستقل از زیرساخت، حسگرهای گوشی‌ هوشمند، Dead Reckoning
آدرس دانشگاه تهران، پردیس دانشکده های فنی, دانشکده مهندسی نقشه برداری و اطلاعات مکانی, ایران, دانشگاه صنعتی سهند, دانشکده مهندسی معدن, ایران, دانشگاه تهران، پردیس دانشکده های فنی, دانشکده مهندسی نقشه برداری و اطلاعات مکانی, ایران
پست الکترونیکی abaspour@ut.ac.ir
 
   An Evaluation of Infrastructure-free and Infrastructure-based Indoor Positioning Methods with the Focus on Pedestrian Dead Reckoning  
   
Authors Chehreghan A. R. ,Saadatzadeh E. ,Aliabbaspour R.
Abstract    The expansion of locationbased services (LBS) and their applications has led to a growing interest in localization, which can be done on the smartphone platform. Various positioning techniques can be used for indoor or outdoor positioning. Indoor positioning systems have been one of the most challenging technologies in locationbased services over the past decade. Considering the increase of people activities inside buildings such as offices, hospitals, and large stores, determining the position and guidance of people inside these buildings is one of the most urgent and important issues to be discussed and challenged in the area of Locationbased Services (LBS). There are various ways to determine the position inside a building. The method(s) used to determine the position in an indoor environment depends on several factors such as cost, accuracy, independence of, or dependence on the infrastructure, security, and system scalability. This study focuses on the infrastructure requirements necessary to determine the position of individuals thorough a comprehensive study of previous studies. Moreover, focusing on the Pedestrian Dead Reckoning positioning method using smartphones as an infrastructurefree method, several effective aspects of the accuracy and positioning process are examined. The effective measures examined include the use of a variety of noise filtering, combined filters (Particle filter, Kalman filter), the criterion of the of sensor data classification algorithm, the criterion of the initial point determination, the use of landmarks as checkpoints and plot maps for setting the estimated position, the detection criteria and estimation of the length of the step, and the user direction estimation criteria. The particle filter has good accuracy in smallscale areas, but in largescale areas, it is out of date and has problems due to the limited source of the smartphone. In studies, Kalman filter has been used to integrate the information of different sensors, some of which have reached the desired accuracy according to the state model and the measurement model. Given that the generalized Kalman filter has a simple formula for nonlinear estimation, the linearization of the positioning problem causes an error in the Jacobi Matrix model and reduces the accuracy of the estimate, which negatively affects the cost of calculations and system timeliness. Step length varies from person to person. In fact, there should be a variable associated with pedestrians in the step estimation model. Also, a personchr('39')s walking rate during a walk is not constant. Accordingly, assuming a constant value of step length for users causes an error during positioning and a large drift at the end of the path. Determining the heading is one of the most challenging parts of the PDR system because the heading error leads to a quick increase in the positioning error. It is difficult to determine the reliable heading in the environments with high magnetic disturbances. Another problem is that the heading of the smartphone may vary with the heading of the pedestrian movement. Therefore, two main tasks must be performed before implementing indoor positioning. One of them is to determine the heading of the smartphone. Another is to infer the offset heading between the smartphone and the pedestrian movement. Therefore, determining the state of the smartphone is necessary for specifying the heading of the pedestrian movement. Finally, the advantages and disadvantages of each of the infrastructurebased and infrastructurefree methods are compared and evaluated. Also, the research uses algorithms such as Naive Baye, MLP, SVM, DT and KNN to classify the type of user movement and phone holding mode.
Keywords Indoor Positioning ,Infrastructure-free and Infrastructure-based Positioning Methods ,Pedestrian Dead Reckoning ,Smartphone Sensors ,Pedestrian
 
 

Copyright 2023
Islamic World Science Citation Center
All Rights Reserved