There is a high demand for Indoor Positioning Systems (IPS) due to the wide application possibilities. The main issue for localization by wireless signals in an indoor environment is the multipath propagation problem. Multipath propagation occurs when signals reflects and refract from an object, changing the signals characteristics. Today there is no IPS that can balance the cost, accuracy, and complexity. In January 2019 Bluetooth released a new standard, Bluetooth Low Energy (BLE) 5.1, which enables the ability to measure the Angle of Arrival (AoA) of an incoming signal. The purpose of this thesis is to mitigate the disturbances caused by multipath propagation by conducting a case study. This was done by designing systems that combine different positioning techniques with sensor fusion and evaluating them based on power efficiency, execution time and precision. Two wireless localization techniques were evaluated, trilateration and triangulation, which are based on Received Signal Strength Indication (RSSI) and AoA respectively, along with an Inertial Measurement Unit (IMU). An Extended Kalman Filter EKF was used to fuse the sensor data. The system with the best overall performance uses the AoA signals and a multipath mitigation technique. The system with AoA and IMU had a similar performance but has an overall higher complexity due to the added IMU component. The RSSI system could not satisfy the requirement of precision. / Det finns en stor efterfrågan på inomhus positionssystem (IPS) tack vare de många möjliga tillämpningarna. Det största problemet för inomhuslokalisering med trådlösa signaler i inomhusmiljö är flervägsutbredningsproblemet. Felvägsutbredning inträffar när signaler reflekterar och bryts på ett objekt, och ändrar dess karaktär. Idag finns det inga IPS som kan balansera kostnaden, noggrannhetoch komplexitet. I januari 2019, släppte Bluetooth en ny standard, Bluetooth Low Energy (BLE) 5.1, som gör det möjligt att mäta ankomstvinkeln (AoA) för en inkommande signal. Syftet med denna avhandling är att minska störningarna orsakade av flervägsutbredning genom att utföra en fallstudie. Detta gjordes genom att designa system som kombinerar olika positioneringstekniker med sensor fusion och utvärdera dessa med avseende på energieffektivitet, exekveringstid och precision. Två trådlösa lokaliseringstekniker utvärderades, trilaterering och triangulering, som är baserade på mottagen signalstyrka indikation RSSI och AoA respektive, tillsammans med en tröghetssensor (IMU). Ett Utökat Kalman-Filter (EKF) användes för att kombinera data. Systemet med den överlag bästa prestandan använder AoA-signaler och en teknik för att dämpa flervägsutredningen. Systemet med AoA och IMU hade liknande prestanda men den totala komplexiteten ökade med att lägga till en IMU komponent. RSSI systemet var inte tillräckligt tillfredsställande med avseende på precisionskraven.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-281280 |
| Date | January 2020 |
| Creators | Andersson, Philip, Persson, Linus |
| Publisher | KTH, Skolan för industriell teknik och management (ITM) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ITM-EX ; 2020:529 |
Page generated in 0.0028 seconds