UWB-PAIKANNUSJÄRJESTELMÄN AUTOMAATTINEN KALIBROINTI

Abstract

Tässä insinöörityössä tutkittiin VTT:n kehittämän UWB-paikannusjärjestelmän kalibrointia ja selvitettiin sen automaattista toteuttamista. UWB-paikannustekniikkaa on tutkittu VTT:llä jo pitkään, kuten esimerkiksi DecaWave Scensor 1000 -mikropiirillä toteutettua järjestelmää sekä kaupallista Ubisense-järjestelmää. VTT:n kehittämä järjestelmä pohjautuu DecaWave-yrityksen suunnittelemaan DW1000-mikropiiriin, ja perustuu eri teknologiaan kuin kaupallinen Ubisense-järjestelmä.

Työssä selvitettiin automaattisen kalibroinnin toteuttamista ja suunniteltiin sekä toteutettiin aiheeseen liittyvät mittaukset. Järjestelmälle tehdyt mittaukset suoritettiin toimistotiloissa ja prosessihallissa, jotta voitiin todeta kalibroinnin tarkkuus. Vertailumittaukset tehtiin laseretäisyysmittarilla. Mittauksista talteen kerätty data käsiteltiin tietokoneella selkeämpään muotoon ja data analysoitiin Excel- ja Matlab -ohjelmien avulla. Mittauksien aikana havaitut ongelmat raportoitiin eteenpäin, jotta järjestelmän toimintaa saatiin kehitettyä paremmaksi.

Mittaustulokset vahvistivat laitteen aiemmista mittauksista saatuja tuloksia ja järjestelmän paikannustarkkuuden todettiin olevan alkuperäisen arvion mukainen. Insinöörityöstä on hyötyä UWB-paikannusjärjestelmistä kiinnostuneille ja työssä on ideoitu, miten UWB-paikannusta voidaan soveltaa esimerkiksi palo- ja pelastustoimintaan tulevaisuudessa.

The commissioner of this Bachelor’s thesis was VTT Technical Research Centre of Finland. The purpose of the thesis was to develop UWB positioning system calibration and find out how to do it automatically. VTT has been researching different types of positioning systems for a long time, e.g. commercial Ubisense system and DecaWave Scensor 1000 integrated circuit implemented system. The system is based on DecaWave technology, which was developed by DecaWave company. VTT’s system is based on DW1000 IC and it is based on different technology from the commercial Ubisense system.

Possibilities for automatic calibration were investigated and the planned measurements made. Field measurements were carried out in order to estimate the accuracy of the calibration. Reference measurements were made using a laser distance meter. The obtained data was processed into a more explicit format and the data was analysed using Excel and Matlab software. Problems detected during the measurements were reported in order to enhance the function of the system.

The field measurements confirmed the previous measurements and the positional accuracy of the device was found to be as estimated. This Bachelor’s thesis will be useful for anyone interested in the UWB systems and for those who want to know how these systems could be applied to the fire and rescue operations in the future.