Abstract
This paper proposes Kalman-filter drift removal (DR) and Heron-bilateration location estimation (LE) to significantly reduce the received signal strength index (RSSI) drift, localization error, computational complexity, and deployment cost of conventional radio frequency identification (RFID) indoor positioning systems without any sacrifice of localization granularity and accuracy. By means of only one portable RFID reader as the targeted device and only one pair of active RFID tags as the border-deployed landmarks, this paper develops a real-time portable RFID indoor positioning device and cost-effective scalable RFID indoor positioning infrastructure, based on Kalman-filter DR, Heron-bilateration LE, and four novel preprocessing/postprocessing techniques. Experimental results reveal that the proposed Kalman-filter DR method is faster and better to converge the distance measurement (DM) error than conventional probability/statistics in terms of various relative distances under certain RSSI drift effect condition, and the proposed Heron-bilateration LE method is also faster and better to converge the LE error than conventional proximity pattern matching and trilateration in terms of three or more landmarks under certain DM error condition. On the other hand, a portable RFID indoor positioning device is smoothly implemented on an Android smartphone platform attached with a portable Bluetooth-based RFID reader
چکیده
در این مقاله برآورد مکان بایلتراسیون هرون و حذف رانش فیلتر کالمن برای کاهش چشمگیر رانش شاخص قدرت سیگنال دریافتی (RSSI)، خطای مکان یابی، پیچیدگی محاسباتی، هزینه گسترش سیستم موقعیت یابی داخلی با سامانه بازشناسی امواج رادیویی (RFID) بدون فدا کردن دانه بندی مکان یابی و دقت ارائه می شود. با استفاده از تنها یک خواننده RFID قابل حمل به عنوان دیوایس هدف و تنها یک جفت تگ RFID فعال به عنوان نشان اختصاصی border-deployed، این مقاله به ایجاد دیوایس موقعیت یابی داخلی RFID قابل حمل بلادرنگ و زیرساخت موقعیت یابی داخلی RFID مقیاس پذیر مقرون به صرفه، مبتنی بر حذف رانش فیلتر کالمن ، برآورد موقعیت بایلتراسیون هرون، و چهار تکنیک پیش پردازش/ پس پردازش جدید می پردازد. نتایج تجربی نشان می دهند که در روش حذف رانش فیلتر کالمن، خطای اندازه گیری فاصله (DM) از نظر فواصل نسبی مختلف تحت شرایط مشخص اثر رانش، بهتر و سریعتر از روش آماره ها/ احتمالات متداول RSSI همگرا می شود، و روش LE بایلتراسیون هرون ارائه شده هم در همگراکردن خطای LE بهتر و سریعتر از تطبیق الگوی تقریبی متداول و تریلتراسیون با سه یا تعداد بیشتری نشان اختصاصی تحت شرایط مشخص خطای DM عمل می کند. از طرف دیگر، یک دیوایس موقعیت یابی داخلی RFID قابل حمل به راحتی روی یک گوشی هوشمند آندروید متصل به یک خواننده RFID مبتنی بر بلوتوث قابل حمل نصب می شود.
1-مقدمه
با پیشرفت روزافزون فناوری های نوظهور در زمینه محاسبات فراگیر، سیستم های موقعیت یابی شخصی که می توانند برای عمل در فضاهای داخلی و خارجی آماده شوند توجه و علاقه بیشتر و بیشتری را به سمت خود جذب کرده اند. این مساله به این خاطر است که سیستم های موقعیت یابی شخصی با ویژگی هشدار موقعیت شخصی درهر جا و هر زمان از کاربردهای اساسی و متنوع محاسبات فراگیر هستند، مانند جهت یابی مسیر در فضاهای داخلی و خارجی، راهنمای اطلاعات فضاهای داخلی و خارجی، تبلیغات بازاریابی داخلی و خارجی، شبکه های اجتماعی داخلی و خارجی و غیره...