Partikkelisiloitusta sisätilapaikannuksessa
Ristimäki, Anssi (2013)
2013
Teknis-luonnontieteellinen koulutusohjelma
Teknisten tieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering Sciences
Luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2013-05-06
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201306121207
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201306121207
Tiivistelmä
Verrattuna käyttäjän tai vastaanottimen paikantamiseen ulkona, sisätilapaikannuksessa vaaditaan erityistä tarkkuutta, jotta käyttäjä voidaan paikantaa esimerkiksi oikeaan huoneeseen. Partikkelisuodatinta käytetään yleisesti paljon sisätilapaikannuksessa käyttäjän paikan estimointiin. Tässä työssä sovelletaan partikkelisiloitusmenetelmiä sisätilapaikannukseen.
Työssä esitellään bayeslaisen estimoinnin teoriaa partikkelisuodattimen teorian pohjustamiseksi. Lisäksi siloituksesta ja erityisesti bayeslaisesta siloituksesta on työssä oma lukunsa, jonka lopuksi käydään läpi partikkelisiloitusmenetelmiä. Sisätilapaikannusongelman matemaattisesta mallintamisesta on myös työssä oma kappaleensa.
Tässä työssä partikkelisiloitusmenetelmiä testataan sekä simulaatioissa, että oikeilla mittauksilla käyttäen kulmanmuutos-, askel- sekä WLAN-mittauksia. Myös karttatieto huomioidaan kuljetun reitin estimoinnissa. Tässä työssä alkutila ja oikea kerros oletetaan tunnetuiksi. Simulaatiossa, jossa ei oteta huomioon karttatietoa, havaitaan tarkasteltavilla partikkelisiloitusmenetelmillä estimoitujen reittien olevan lähellä teorian mukaista Rauch-Tung-Striebel siloittimen analyyttistä ratkaisua. Simulaatioiden sekä todellisten testitapausten perusteella havaitaan, että partikkelisiloitusmenetelmien avulla on mahdollisuus ottaa reitin estimoinnissa paremmin huomioon karttarajoitteet, kuin partikkelisuodatuksessa. Testien perusteella tehdään huomioita myös työssä käytettyjen partikkelisiloitusmenetelmien käytännön toteutuksesta, menetelmien estimaattien konsistenttiudesta, laskentaintensiivisyydestä sekä muistinkulutuksesta.
Työssä esitellään bayeslaisen estimoinnin teoriaa partikkelisuodattimen teorian pohjustamiseksi. Lisäksi siloituksesta ja erityisesti bayeslaisesta siloituksesta on työssä oma lukunsa, jonka lopuksi käydään läpi partikkelisiloitusmenetelmiä. Sisätilapaikannusongelman matemaattisesta mallintamisesta on myös työssä oma kappaleensa.
Tässä työssä partikkelisiloitusmenetelmiä testataan sekä simulaatioissa, että oikeilla mittauksilla käyttäen kulmanmuutos-, askel- sekä WLAN-mittauksia. Myös karttatieto huomioidaan kuljetun reitin estimoinnissa. Tässä työssä alkutila ja oikea kerros oletetaan tunnetuiksi. Simulaatiossa, jossa ei oteta huomioon karttatietoa, havaitaan tarkasteltavilla partikkelisiloitusmenetelmillä estimoitujen reittien olevan lähellä teorian mukaista Rauch-Tung-Striebel siloittimen analyyttistä ratkaisua. Simulaatioiden sekä todellisten testitapausten perusteella havaitaan, että partikkelisiloitusmenetelmien avulla on mahdollisuus ottaa reitin estimoinnissa paremmin huomioon karttarajoitteet, kuin partikkelisuodatuksessa. Testien perusteella tehdään huomioita myös työssä käytettyjen partikkelisiloitusmenetelmien käytännön toteutuksesta, menetelmien estimaattien konsistenttiudesta, laskentaintensiivisyydestä sekä muistinkulutuksesta.