WLAN-sisätilapaikannuksen tarkkuuden mittaus ja optimointi

Abstract

Insinöörityön tarkoituksena oli selvittää, kuinka ammattikorkeakoulun kampuksella toimivaa sisätilapaikannusjärjestelmää voitaisiin kehittää järjestelmän tarkkuuden parantamiseksi. Työssä selvitettiin erilaisia mittausmenetelmiä, joilla tilojen profiileja voidaan mitata, ja sitä, miten saadaan kattavin signaalikarttaprofiili luotua tilasta. Työssä myös keskityttiin laitteistoeroavuuksien tasaamisen, jotta yhdellä laitteella mitattua signaalikarttaa voidaan verrata myös muilla laitteilla otettuihin näytteisiin.

Tilaprofiilien tutkimista varten kehitettiin sovellus, joka tuottaa vertailukelpoista informaatiota sekä tekstimuodossa että graafimuodossa. Tarkkuuden kehittämiseksi tilat kannattaa mitata parhaimmin tilassa näkyvät tukiasemat havaitsevalla menetelmällä, vaikka menetelmä on hitaampi kuin jotkin muut menetelmät. Sovelluksesta saaduilla näyteprofiileilla kehitettiin toinen sovellus, jonka avulla vertailtiin laitteistoeroavaisuuksien vaikutuksia havaittuihin signaalivoimakkuuksiin. Laitteiden välisiä eroja oli tarkoitus tasata ohjelman luomalla kalibraatioprofiililla, mikä mahdollistaisi yhden kartan käytön kaikilla laitteilla, koska näytteiden arvoja kyettäisiin muuttamaan koneellisen vertailun mahdollistamiseksi. Työssä huomattiin, että laitteistoerot eivät pysy laitteiden välillä vakiona, jolloin kalibrointi ei onnistu työssä käytetyllä menetelmällä.

Työn lopputuloksena todettiin, että nykyiseen sisätilapaikannusjärjestelmään ei voida kehittää varmaa kalibraatiota, jolla kaikki laitteet saataisiin toimimaan tarkemmin järjestelmän kanssa, mutta työtä tehdessä saatiin kuitenkin suosituksia järjestelmän jatkokehittämiseen, kuten menetelmä huoneiden profiilin mittaamiseen.

The purpose of this final year project was to find out how it is possible to improve the accuracy of indoor positioning system in use at campus of a Finnish university of applied sciences. First, the project investigated the effects of different methods of measuring the fingerprints of rooms to create best possible mapping profile for rooms. Secondly, the project concentrates on equalizing differences found in signal strength observation on different clientside devices. To enable the measured fingerprint map of the university premises to be used accurately on multiple devices, the differences in device observations had to be calibrated to correspond to those of the basefingerprinting device.

To study the differences in fingerprinting methods, a program was developed to create comparable data in text and graph formats. It was found out that to improve accuracy it is best to select method that covers most of base station signals found in the room. With data created by the PythonPlotter program, another program was developed to compare the differences in devices’ perception of signal strength. With the calibration program the inten-tion was to create calibration profiles that could be used for equalizing differences in devices, enabling the option of comparing the base-fingerprint to every device.

As result, it was found that with the current indoor positioning system it is impossible to create calibration that would work in all situations, But as result of this multiple suggestions to improve the accuracy of indoor positioning system were found.