Master`s thesis description

Master’s thesis description
2010 - 2011
RSS based outdoor localization in a harsh environment
Van Driessche Johan
1 Master’s thesis description
Researchgroup: AMBIT
Master’s thesis title: RSS based outdoor localization in a harsh environment
Promoter: Maarten Weyn, Jeroen Spinnewyn, Charles Vercauteren, Willy Loockx
External promoter(s): Tim Gestels (Viloc)
Student(s): Van Driessche Johan
1.1 Goal of the masterthesis
Research question: How can viloc materialtags be localized in a reliable way?
Het hoofddoel van de masterthesis is, door middel van onderzoek naar gedrag van nieuw
ontwikkelde hardware tags, aan lokalisatie te kunnen doen door gebruik te maken van de
signaalsterkte bij ontvangst door één en meerdere antennes. Zo trachten we om door gebruik te
maken van deze tags een afgebakend gebied te controleren op de aanwezigheid of afwezigheid
van deze tags en dit op een betrouwbare manier.
Werkpakket: WP1: Onderzoek hardware
De masterthesis gaat van start met de veronderstelling dat de nodige hardware (minstens 1
ontvangermodule en 1 zender, tag), die ontwikkelt wordt door een extern persoon, aanwezig is rond
begin februari. Belangrijk hierbij is het uitwisselen van informatie met de hardware designer omtrent
de ontwikkelde tags en ontvangermodule. In deze stap wordt ook het gebruikte radioprotocol
opgevolgd dat eveneens door de hardwaredesigner wordt geschreven. De ontvangermodule wordt
verbonden met de computer via een USB aansluiting. In dit deeltje wordt onderzocht hoe we de
ontvangen waarden van de signaal sterkten kunnen uitlezen, opslaan en gebruiken in onze
programmeeromgeving. Alvorens we metingen gaan uitvoeren onderzoeken we eerst de beste en
eenvoudigste manier om de taginformatie uit te lezen, te controleren en op te slaan zodat het, in
een latere fase, mogelijk is om eenvoudig deze informatie op te vragen en te interpreteren.
Werkpakket: WP2: RSS Metingen
Het eerste doel dat gesteld wordt is dat we vertrouwd geraken met de nieuwe hardware die
ontwikkeld wordt voor het Viloc-project. Dit bestaat erin te onderzoeken hoe de tag in bepaalde
omstandigheden zal reageren. De eerste testen zullen moeten aangeven hoe de verschillende tags
op eenzelfde en verschillende afstand reageren en hoe deze tags met een verschillende positie van
de antenne op eenzelfde situatie (bv. afstand) reageren. Dit vertaalt zich voornamelijk in het
uitvoeren van een heel aantal Received Signal Strenght (RSS) metingen, gaande van in een open
ruimte tot metingen in bepaalde situaties of omgevingen. Dit is het eerste doel van de masterthesis.
Verder zullen in deze fase ook metingen in en rond een container uitgevoerd worden. De resultaten
van deze metingen worden in kaart gebracht, in grafiekvorm gegoten en de metingen worden met
elkaar vergeleken. Hieruit kunnen we heel wat afleiden rond het gedrag van de tags in bepaalde
omstandigheden en welke situatie of meetopstelling de beste resultaten geeft voor deze bepaalde
omgeving. Aan de hand van de metingen wordt bepaalt of we op basis van signaalsterkte kunnen
bepalen of een tag zich in of uit een container (of in of uit een gebouw) bevindt. We toetsen hierna
het resultaat aan meerdere situaties en containers en besluiten hierbij of de gekozen waarden en
methode relevant is voor deze meerdere situaties en in meerdere containers.
De vermelde metingen vereisen één of meerdere tags, een ontvangermodule en een medium om
de signaalsterkte te meten. We werken eerst met één tag en één antenne en afhankelijk van de
mogelijkheden bereiden we dit uit naar (in de eerste plaats) meerdere tags en (indien mogelijk) in
© artesis – Master’s thesis description
p1/4
een latere fase met meerdere antennes. Over de ganse tijd van de masterthesis zullen er metingen
moeten worden herhaalt en vernieuwd.
In deze fase kunnen we afhankelijk zijn van het aantal hardware componenten er beschikbaar zijn
en hoe vaak deze van een nieuwe firmware zullen moeten worden voorzien. Elke update gaat
namelijk gepaard met een afwezigheid van een ontvangermodule en/of tags. Het is ook mogelijk
dat er een volledig nieuwe tag wordt ontwikkeld. Ook de weersomstandigheden kunnen een rol
spelen om metingen al dan niet goed te kunnen uitvoeren.
Uitbereiding
Een stap verder is dezelfde metingen te gaan uitvoeren als de tag aan bijvoorbeeld een slijpschijf
(of ander materiaal/situaties) is aangebracht. Hoe veranderen de resultaten dan? Treden hierbij
problemen op? Zo ja, de welke? Bij elke stap moeten we de resultaten gaan evalueren en
vergelijken met de vorige metingen. De mogelijkheid bestaat dat deze uitbereiding niet wordt
aangevat.
WP3: Positiebepaling en ontwikkeling van een positiealgoritme
We hebben in voorgaand werkpakket al een soort van plaatsbepaling gedaan (in of uit container)
maar nog geen echte positiebepaling. De positiebepaling willen we realiseren in WP3. We zullen
hierbij starten met lokalisatie van een tag binnenin een perimeter. Dit door gebruik te maken van de
positie techniek ‘attenuation’. Het positiealgoritme leiden we af uit de uitgevoerde metingen en de
theorie rond attenuation. Om aan deze positiebepaling te kunnen voldoen moeten we in het bezit
zijn van twee ontvangermodules die in de perimeter gepositioneerd zijn. In deze fase wordt dan
bepaald welke methode (voor bijvoorbeeld plaats van de ontvangermodules) het beste resultaat
geeft. We zouden nu dus, door gebruik te maken van twee ontvangersmodule, een tag moeten
kunnen lokaliseren. Hoe nauwkeurig deze metingen zullen zijn zal de toekomst uitwijzen.
Bovenstaande stap is afhankelijk van of we tijdig een tweede ontvangermodule in handen krijgen.
WP4: Testen
Deze stap wordt gedurende de volledige tijd van de masterthesis uitgevoerd. Steeds worden
bekomen resultaten en ontwikkelde algoritmen getest aan gelijkaardige of nieuwe situaties.
2 Contacts
2.1 Internal promoter
Naam: Maarten Weyn
E-mail: [email protected]
GSM: +32 496 50 31 67
Naam: Jeroen Spinnewyn
E-mail: [email protected]
GSM: +32 497 14 96 49
Naam: Charles Vercauteren
E-mail: [email protected]
Naam: Willy Loockx
E-mail: [email protected]
© artesis – Master’s thesis description
p2/4
2.2 Externals promotor(s)
Naam: Tim Gestels
E-mail: [email protected]
GSM: +32 497 57 65 09
2.3 Students
Naam: Johan Van Driessche
E-mail: [email protected]
GSM: +32 484 72 93 73
3 Tasks, planning and timepath
© artesis – Master’s thesis description
p3/4
© artesis – Master’s thesis description
p4/4