1. Εντοπισμός θέσης σε εσωτερικούς
χώρους με τη χρήση ασύρματων δικτύων
Διπλωματική Εργασία
Εκπόνηση:
Τριανταφυλλίδης Γρηγόριος
8923
Επίβλεψη:
Καθηγητής
Συμεωνίδης Ανδρέας
Ερευνητής
Τσαρδούλιας Εμμανουήλ

2. Εικόνα 1: link
GPS – Στους Εξωτερικούς χώρους
Εικόνα 2: link
Στους Εσωτερικούς χώρους?
24/7/2023 Εντοπισμός θέσης σε εσωτερικούς χώρους με τη
χρήση ασύρματων δικτύων
2

3. Εφαρμογές
24/7/2023 Εντοπισμός θέσης σε εσωτερικούς χώρους με τη
χρήση ασύρματων δικτύων
3

4. Εφαρμογές Εμπορικό Κέντρο
Εικόνα: link
 Πλοήγηση εντός του
καταστήματος
 Εντοπισμός προϊόντος
 Εντοπισμός σημείου
ραντεβού
 Υπολογισμός
διαδρομής
 Παρακολούθηση
καταναλωτικών
συνηθειών των πελατών
24/7/2023 Εντοπισμός θέσης σε εσωτερικούς χώρους με τη
χρήση ασύρματων δικτύων
4

5. Εφαρμογές Νοσοκομείο
Εικόνα: link
 Πλοήγηση εντός του
νοσοκομείου
 Εντοπισμός ιατρικού
προσωπικού
 Εντοπισμός ιατρικού
εξοπλισμού
 Υπολογισμός
διαδρομής
24/7/2023 Εντοπισμός θέσης σε εσωτερικούς χώρους με τη
χρήση ασύρματων δικτύων
5

6. Εφαρμογές Μουσείο
Εικόνα: link
 Εντοπισμός εκθέματος
 Δυναμική εμφάνιση
πληροφοριών
 Πλοήγηση στο χώρο
24/7/2023 Εντοπισμός θέσης σε εσωτερικούς χώρους με τη
χρήση ασύρματων δικτύων
6

7. Επεκτασιμότητα
Ακρίβεια
Ευκολία στην
Εγκατάσταση -
Χρήση
Κόστος
Επιθυμητά Χαρακτηριστικά
24/7/2023 Εντοπισμός θέσης σε εσωτερικούς χώρους με τη
χρήση ασύρματων δικτύων
7

8. Μέθοδοι Τεχνολογίες
 Ισχύς Σήματος
 Γωνία Άφιξης
 Χρονικές Μέθοδοι
 Fingerprinting
 Dead Reckoning
 Υβριδικές Μέθοδοι
WiFi Access Points Μαγνητικό Πεδίο
Bluetooth Beacons
UWB Beacons
Υπέρηχοι
Ορατό Φως
24/7/2023 Εντοπισμός θέσης σε εσωτερικούς χώρους με τη
χρήση ασύρματων δικτύων
8

9. Υλοποίηση
24/7/2023 Εντοπισμός θέσης σε εσωτερικούς χώρους με τη
χρήση ασύρματων δικτύων
9

10. Χαρακτηριστικά Η μέθοδος Fingerprinting
Φάση Συλλογής
 Χρήση των ήδη υπαρχόντων
δικτύων Wifi
 Σάρωση των δικτύων στα
σημεία αναφοράς
 Δημιουργία Ραδιοχάρτη
Φάση Εντοπισμού
 Σάρωση δικτύων σε ένα
άγνωστο σημείο
 Σύγκριση των δικτύων με τα
δεδομένα του Ραδιοχάρτη
24/7/2023 Εντοπισμός θέσης σε εσωτερικούς χώρους με τη
χρήση ασύρματων δικτύων
10

11. Αρχιτεκτονική
 Διαδικτυακή Εφαρμογή
 Κινητή Εφαρμογή
 Server
 Βάση Δεδομένων
 Ρομπότ για την συλλογή
δειγμάτων
24/7/2023 Εντοπισμός θέσης σε εσωτερικούς χώρους με τη
χρήση ασύρματων δικτύων
11

12. Διαδικτυακή
Εφαρμογή
 Ορισμός δωματίων
 Εμφάνιση Σημείων
 Ορισμός Διαδρομών
 Εμφάνιση Ραδιοχάρτη
 Δοκιμές
24/7/2023 Εντοπισμός θέσης σε εσωτερικούς χώρους με τη
χρήση ασύρματων δικτύων
12

13. Φάση Συλλογής
 Συλλογή από άνθρωπο
 Συλλογή με το ρομπότ
24/7/2023 Εντοπισμός θέσης σε εσωτερικούς χώρους με τη
χρήση ασύρματων δικτύων
13

14. Φάση Εντοπισμού
 Μέσω της κινητής
εφαρμογής
24/7/2023 Εντοπισμός θέσης σε εσωτερικούς χώρους με τη
χρήση ασύρματων δικτύων
14

15. Πειράματα
24/7/2023 Εντοπισμός θέσης σε εσωτερικούς χώρους με τη
χρήση ασύρματων δικτύων
15

16. Σύγκριση Ισχύος
24/7/2023 Εντοπισμός θέσης σε εσωτερικούς χώρους με τη
χρήση ασύρματων δικτύων
16

17. Σύγκριση Ισχύος
24/7/2023 Εντοπισμός θέσης σε εσωτερικούς χώρους με τη
χρήση ασύρματων δικτύων
17

18. 24/7/2023 Εντοπισμός θέσης σε εσωτερικούς χώρους με τη
χρήση ασύρματων δικτύων
18
Δεδομένα
Εκπαίδευσης
 Κάθε περίοδο
συλλέχθηκαν 40
δείγματα εκπαίδευσης
από το ρομπότ σε κάθε
σημείο αναφοράς

19. Πειράματα
1η Περίοδος – Εντοπισμός
Δωματίου
 5 δείγματα δοκιμών από
το ρομπότ σε κάθε
σημείο μόνο κατά τη
δεύτερη περίοδο
 9 δείγματα δοκιμών από
τον άνθρωπο σε κάθε
σημείο μόνο κατά τη
δεύτερη περίοδο
24/7/2023 Εντοπισμός θέσης σε εσωτερικούς χώρους με τη
χρήση ασύρματων δικτύων
19

20. Πειράματα
 Κάθε περίοδο
συλλέχθηκαν 40
δείγματα εκπαίδευσης
από το ρομπότ σε κάθε
σημείο
2η Περίοδος – Εντοπισμός
Δωματίου
 5 δείγματα δοκιμών από
το ρομπότ σε κάθε
σημείο μόνο κατά τη
δεύτερη περίοδο
 9 δείγματα δοκιμών από
τον άνθρωπο σε κάθε
σημείο μόνο κατά τη
δεύτερη περίοδο
24/7/2023 Εντοπισμός θέσης σε εσωτερικούς χώρους με τη
χρήση ασύρματων δικτύων
20
Πειράματα
 5 δείγματα δοκιμών από
το ρομπότ σε κάθε
σημείο μόνο κατά τη
δεύτερη περίοδο
 9 δείγματα δοκιμών από
τον άνθρωπο σε κάθε
σημείο μόνο κατά τη
δεύτερη περίοδο

21. Πειράματα
 Κάθε περίοδο
συλλέχθηκαν 40
δείγματα εκπαίδευσης
από το ρομπότ σε κάθε
σημείο
1η Περίοδος - Εντοπισμός
Δωματίου
 5 δείγματα δοκιμών από
το ρομπότ σε κάθε
σημείο μόνο κατά τη
δεύτερη περίοδο
 9 δείγματα δοκιμών από
τον άνθρωπο σε κάθε
σημείο μόνο κατά τη
δεύτερη περίοδο
24/7/2023 Εντοπισμός θέσης σε εσωτερικούς χώρους με τη
χρήση ασύρματων δικτύων
21
Πειράματα
 5 δείγματα δοκιμών από
το ρομπότ σε κάθε
σημείο μόνο κατά τη
δεύτερη περίοδο
 9 δείγματα δοκιμών από
τον άνθρωπο σε κάθε
σημείο μόνο κατά τη
δεύτερη περίοδο

22. Πειράματα
 Κάθε περίοδο
συλλέχθηκαν 40
δείγματα εκπαίδευσης
από το ρομπότ σε κάθε
σημείο
2η Περίοδος - Εντοπισμός
Δωματίου
 5 δείγματα δοκιμών από
το ρομπότ σε κάθε
σημείο μόνο κατά τη
δεύτερη περίοδο
 9 δείγματα δοκιμών από
τον άνθρωπο σε κάθε
σημείο μόνο κατά τη
δεύτερη περίοδο
24/7/2023 Εντοπισμός θέσης σε εσωτερικούς χώρους με τη
χρήση ασύρματων δικτύων
22

23. Πειράματα
 Κάθε περίοδο
συλλέχθηκαν 40
δείγματα εκπαίδευσης
από το ρομπότ σε κάθε
σημείο
1η Περίοδος - Εντοπισμός
Θέσης
 5 δείγματα δοκιμών από
το ρομπότ σε κάθε
σημείο μόνο κατά τη
δεύτερη περίοδο
 9 δείγματα δοκιμών από
τον άνθρωπο σε κάθε
σημείο μόνο κατά τη
δεύτερη περίοδο
24/7/2023 Εντοπισμός θέσης σε εσωτερικούς χώρους με τη
χρήση ασύρματων δικτύων
23
Πειράματα
 5 δείγματα δοκιμών από
το ρομπότ σε κάθε
σημείο μόνο κατά τη
δεύτερη περίοδο
 9 δείγματα δοκιμών από
τον άνθρωπο σε κάθε
σημείο μόνο κατά τη
δεύτερη περίοδο

24. Πειράματα
 Κάθε περίοδο
συλλέχθηκαν 40
δείγματα εκπαίδευσης
από το ρομπότ σε κάθε
σημείο
2η Περίοδος - Εντοπισμός
Θέσης
 5 δείγματα δοκιμών από
το ρομπότ σε κάθε
σημείο μόνο κατά τη
δεύτερη περίοδο
 9 δείγματα δοκιμών από
τον άνθρωπο σε κάθε
σημείο μόνο κατά τη
δεύτερη περίοδο
24/7/2023 Εντοπισμός θέσης σε εσωτερικούς χώρους με τη
χρήση ασύρματων δικτύων
24
Πειράματα
 5 δείγματα δοκιμών από
το ρομπότ σε κάθε
σημείο μόνο κατά τη
δεύτερη περίοδο
 9 δείγματα δοκιμών από
τον άνθρωπο σε κάθε
σημείο μόνο κατά τη
δεύτερη περίοδο

25. Πειράματα
 Κάθε περίοδο
συλλέχθηκαν 40
δείγματα εκπαίδευσης
από το ρομπότ σε κάθε
σημείο
1η Περίοδος - Εντοπισμός
Θέσης
 5 δείγματα δοκιμών από
το ρομπότ σε κάθε
σημείο μόνο κατά τη
δεύτερη περίοδο
 9 δείγματα δοκιμών από
τον άνθρωπο σε κάθε
σημείο μόνο κατά τη
δεύτερη περίοδο
24/7/2023 Εντοπισμός θέσης σε εσωτερικούς χώρους με τη
χρήση ασύρματων δικτύων
25
Πειράματα
 5 δείγματα δοκιμών από
το ρομπότ σε κάθε
σημείο μόνο κατά τη
δεύτερη περίοδο
 9 δείγματα δοκιμών από
τον άνθρωπο σε κάθε
σημείο μόνο κατά τη
δεύτερη περίοδο

26. Πειράματα
 Κάθε περίοδο
συλλέχθηκαν 40
δείγματα εκπαίδευσης
από το ρομπότ σε κάθε
σημείο
2η Περίοδος - Εντοπισμός
Θέσης
 5 δείγματα δοκιμών από
το ρομπότ σε κάθε
σημείο μόνο κατά τη
δεύτερη περίοδο
 9 δείγματα δοκιμών από
τον άνθρωπο σε κάθε
σημείο μόνο κατά τη
δεύτερη περίοδο
24/7/2023 Εντοπισμός θέσης σε εσωτερικούς χώρους με τη
χρήση ασύρματων δικτύων
26
Πειράματα
 5 δείγματα δοκιμών από
το ρομπότ σε κάθε
σημείο μόνο κατά τη
δεύτερη περίοδο
 9 δείγματα δοκιμών από
τον άνθρωπο σε κάθε
σημείο μόνο κατά τη
δεύτερη περίοδο

27. Συμπεράσματα
Με βάση τα παραπάνω αποτελέσματα μπορούμε να καταλήξουμε στα εξής:
 Μέσο σφάλμα: 1.42 m για τον εντοπισμό της θέσης.
 Ακρίβεια 65% για την πρόβλεψη του δωματίου.
 Σε διάστημα δύο μηνών, η ακρίβεια πρόβλεψης δωματίου μειώθηκε κατά 16% ενώ το
σφάλμα θέσης αυξήθηκε κατά 34%.
 Ρομπότ και άνθρωπος δίνουν διαφορετική ακρίβεια λόγω της διαφορετικής θέσης της
συσκευής.
 Δεν μπορούμε να προκρίνουμε έναν αλγόριθμο ως τον καλύτερο για όλες τις περιπτώσεις.
24/7/2023 Εντοπισμός θέσης σε εσωτερικούς χώρους με τη
χρήση ασύρματων δικτύων
27

28. Μελλοντική Δουλειά
• Συνδυασμός της μεθόδου Fingerprinting με τεχνικές dead-reckoning.
• Προσθήκη δυνατότητας πλοήγησης στο χώρο.
• Επεξεργασία των δεδομένων πάνω στη συσκευή.
• Εγκατάσταση από Bluetooth Beacons σε κάθε δωμάτιο του χώρου και να χρησιμοποιηθεί
και πάλι η ίδια μέθοδος.
• Τα δεδομένα θέσης των χρηστών να εμφανίζονται και στην διαδικτυακή εφαρμογή.
• Δημιουργία βάσης ώστε το ρομπότ να λαμβάνει τις μετρήσεις στο κατάλληλο ύψος.
• Τέλος, θα είχε ενδιαφέρον να γίνουν πειράματα και σε μεγαλύτερο χώρο.
24/7/2023 Εντοπισμός θέσης σε εσωτερικούς χώρους με τη
χρήση ασύρματων δικτύων
28

29. Ευχαριστώ
για την
προσοχή σας!
Ερωτήσεις?
24/7/2023 Εντοπισμός θέσης σε εσωτερικούς χώρους με τη
χρήση ασύρματων δικτύων
29

30. Εφαρμογές Αποθήκη Εμπορευμάτων
Εικόνα: link
 Εντοπισμός
αντικειμένων
 Υπολογισμός
πληροφοριών για το
κάθε αντικείμενο
 Εντοπισμός εξοπλισμού
 Χρονοπρογραμματισμός
24/7/2023 Εντοπισμός θέσης σε εσωτερικούς χώρους με τη
χρήση ασύρματων δικτύων
30

31. Διαδικτυακή
Εφαρμογή
 Ορισμός δωματίων
 Εμφάνιση Σημείων
 Ορισμός Διαδρομών
 Εμφάνιση Ραδιοχάρτη
 Δοκιμές
24/7/2023 Εντοπισμός θέσης σε εσωτερικούς χώρους με τη
χρήση ασύρματων δικτύων
31