Localization is essential in a variety of applications such as navigation systems, aerospace and surface surveillance, robotics and animal migration studies to mention a few. There are many standard techniques available, where the most common are based on information from satellite or terrestrial radio beacons, radar networks or vision systems. In this thesis, two alternative techniques are investigated.The first localization technique is based on one or more magnetometers measuring the induced magnetic field from a magnetic object. These measurements depend on the position and the magnetic signature of the object and can be described with models derived from the electromagnetic theory. For this technology, two applications have been analyzed. The first application is traffic surveillance, which has a high need for robust localization systems. By deploying one or more magnetometer in the vicinity of the traffic lane, vehicles can be detected and classified. These systems can be used for safety purposes, such as detecting wrong-way drivers on highways, as well as for statistical purposes by monitoring the traffic flow. The second application is indoor localization, where a mobile magnetometer measures the stationary magnetic field induced by magnetic structures in indoor environments. In this work, models for such magnetic environments are proposed and evaluated.The second localization technique uses light sensors measuring light intensity during day and night. After registering the time of sunrise and sunset from this data, basic formulas from astronomy can be used to locate the sensor. The main application is localization of small migrating animals. In this work, a framework for localizing migrating birds using light sensors is proposed. The framework has been evaluated on data from a common swift, which during a period of ten months was equipped with a light sensor. / Förmågan att kunna bestämma var ett objekt befinner sig är viktigt inom många olika tillämpningar, till exempel inom flyg- och sjöbevakning, robotik och studier av djurs flyttvägar, för att nämna några. Det är speciellt önskvärt att kunna utföra denna positionering utan mänsklig inblandning, antingen för att kunna positionerna objekt som en människa inte skulle klara av att göra, eller för att effektivisera arbetet. För att automatiskt bestämma en position behövs sensorer, som mäter olika saker i dess omgivning och omvandlar detta till en elektrisk signal. Med ett datorprogram kan denna elektriska signal i sin tur sedan omvandlas till en position. Det finns många standardteknologier tillgängliga som använder sig av olika typer av sensorer som mäter olika saker. De vanligaste är baserade på satelliternavigering (GPS), radiovågor, radar och kameror. I denna avhandling har två alternativa teknologier undersökts som i vissa tillämpningar har olika fördelar gentemot standardteknologierna.Den första teknologin för att positionera ett objekt är baserad på en eller flera sensorer som känner av magnetfältet från objekt som innehåller mycket metall, till exempel fordon. Från detta magnetfält kan man bestämma position och även storlek på objektet. Med denna teknologi som grund har två tillämpningar analyserats. Den första tillämpningen är trafikövervakning, där det finns ett stort behov av teknologi som kan bestämma position på bilar. Genom att placera ut en eller flera sensorer längs vägrenen kan man känna av bilar som kommer i närheten. Dessa system kan användas för säkerhetsändamål, som att varna för bilar som kör i fel riktning på motorvägar, eller för statistiska ändamål genom att övervaka trafikflödet. Den andra tillämpningen handlar om att bestämma position för ett objekt i en inomhusmiljö. I många byggnader finns det många objekt som innehåller metall. Dessa objekt omges av ett magnetfält. Genom att i en inomhusmiljö vandra runt med en sensor, så kommer den att känna av olika starka magnetfält beroende på var i byggnaden man befinner sig. I denna avhandling kommer vi undersöka matematiska modeller för att beskriva sådana magnetiska objekt. Den andra teknologin använder ljussensorer för att studera till vilka områden som flyttfåglar flyger. Fågeln utrustas med en ljussensor som mäter ljusstyrka under hela dygnet. Därefter släpps fågeln iväg och förhoppningsvis hittar man den ett år senare igen så att all information från sensorn kan analyseras. Från dessa mätningar kan man i efterhand beräkna vid vilken tidpunkt som soluppgången och solnedgången har inträffat. Därefter kan fågels flyttväg bestämmas med hjälp av formler från astronomin. I detta arbete föreslås en metod för hur denna information kan analyseras. Metoden har utvärderats på data från en tornseglare som under en period på tio månader flyttat till Afrika och sedan tillbaka till Sverige igen.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:liu-88967 |
| Date | January 2013 |
| Creators | Wahlström, Niklas |
| Publisher | Linköpings universitet, Reglerteknik, Linköpings universitet, Tekniska högskolan, Linköping |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Licentiate thesis, comprehensive summary, info:eu-repo/semantics/masterThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | Linköping Studies in Science and Technology. Thesis, 0280-7971 ; 1581 |
Page generated in 0.0034 seconds