Sisätilakarttojen hyödyntäminen Gaussin mikstuuri -suodattimissa
Hyvärinen, Matti (2015)
2015
Automaatiotekniikan koulutusohjelma
Teknisten tieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2015-03-04
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201502181091
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201502181091
Tiivistelmä
Tässä työssä tutkitaan sisätilapaikannusta WLAN-tukiasemilta saatujen mittausten avulla. Työssä esitellään sisätilapaikannukseen yleisesti käytettyjä menetelmiä sekä esitellään tarkemmin kaksi sisätilapaikannukseen tarkoitettua suodatinta, jotka molemmat käyttävät paikannukseen WLAN-mittauksia sekä huomioivat karttarajoitteet. Työssä esitellään teoria näiden kahden suodattimen takana sekä niiden toiminta ja saadut tulokset. Suodattimien toteutus on tehty MATLAB-ohjelmistolla.
Ensimmäinen suodatin käyttää karttarajoitteiden huomioimiseen Markovin piilomallia, jonka avulla ratkaistaan todennäköisin huone, jossa käyttäjä on. Paikkaestimaatti huoneen sisällä ratkaistaan käyttämällä Kalmanin suodatinta rinnakkain Markovin piilomallin kanssa. Toinen suodatin on muokattu Gaussin mikstuuri -suodatin sisätiloihin. Työssä esitetään kaksi erilaista tilamallia sekä algoritmi sisätiloihin tarkoitetulle Gaussin mikstuuri -suodattimelle, mutta työn puitteissa toteutettu Gaussin mikstuuri -suodatin on yksinkertaistettu versio tästä. Toteutetussa Gaussin mikstuuri -suodattimessa lasketaan ensin posteriorijakauma huomioimatta karttarajoitteita. Saatu jakauma leikataan ja yhdistetään karttarajoitteiden mukaisesti siten, että jokaisessa huoneessa on yksi normaalijakautunut komponentti.
Työssä esitettyjä suodattimia on testattu todellisilla testireiteillä, jotka on mitattu Tampereen teknillisen yliopiston Tietotalossa, todellisen pohjapiirustuksen ja olemassolevan WLAN-tukiasemaverkoston kanssa. Saatuja tuloksia verrataan WLANpaikannuksen Kalmanin suodattimen antamiin tuloksiin. Näiden testien perusteella tehdään huomioita tehtyjen suodattimien toiminnasta sisätilapaikannuksessa.
Ensimmäinen suodatin käyttää karttarajoitteiden huomioimiseen Markovin piilomallia, jonka avulla ratkaistaan todennäköisin huone, jossa käyttäjä on. Paikkaestimaatti huoneen sisällä ratkaistaan käyttämällä Kalmanin suodatinta rinnakkain Markovin piilomallin kanssa. Toinen suodatin on muokattu Gaussin mikstuuri -suodatin sisätiloihin. Työssä esitetään kaksi erilaista tilamallia sekä algoritmi sisätiloihin tarkoitetulle Gaussin mikstuuri -suodattimelle, mutta työn puitteissa toteutettu Gaussin mikstuuri -suodatin on yksinkertaistettu versio tästä. Toteutetussa Gaussin mikstuuri -suodattimessa lasketaan ensin posteriorijakauma huomioimatta karttarajoitteita. Saatu jakauma leikataan ja yhdistetään karttarajoitteiden mukaisesti siten, että jokaisessa huoneessa on yksi normaalijakautunut komponentti.
Työssä esitettyjä suodattimia on testattu todellisilla testireiteillä, jotka on mitattu Tampereen teknillisen yliopiston Tietotalossa, todellisen pohjapiirustuksen ja olemassolevan WLAN-tukiasemaverkoston kanssa. Saatuja tuloksia verrataan WLANpaikannuksen Kalmanin suodattimen antamiin tuloksiin. Näiden testien perusteella tehdään huomioita tehtyjen suodattimien toiminnasta sisätilapaikannuksessa.