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https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/18748| Tipo: | Dissertação |
| Título: | Uma abordagem para localização em ambientes internos baseada em impressão digital do sinal de Wi-Fi e aprendizagem de máquina |
| Autor(es): | Silva, Fábio de Albuquerque |
| Primeiro Orientador: | Costa, Rostand Edson Oliveira |
| Resumo: | Os serviços baseados em localização interna (Indoor Location Based Services – ILBS) vêm atraindo muita atenção nos últimos anos por causa de seu potencial social e comercial, com um valor estimado de mercado de US$ 10 bilhões em 2020. Como os sinais de satélite (GPS) e celular (GSM) não conseguem penetrar bem em ambientes internos, com paredes externas e obstáculos internos, o uso do sinal do Wi-Fi, para localização interna, ganhou muita importância, tanto na área acadêmica quanto na área industrial devido à grande penetração de LANs sem fio (WLANs) e dispositivos móveis habilitados para Wi-Fi. Em particular, a técnica baseada em impressão digital da intensidade do sinal recebido (Received Signal Strength fingerprint – RSS fingerprint) tem atraído muita atenção, por amenizar o problema de multipath (múltiplos caminhos percorridos pelo sinal entre o emissor e receptor) agravado pela existência de paredes e objetos em ambientes internos. Diante deste cenário, motivados pela busca de um ILBS eficiente e eficaz, propomos neste trabalho o uso combinado da impressão digital do Wi-Fi (RSS fingerprint) com algoritmos de Aprendizagem de Máquina, com o objetivo de identificar qual a abordagem mais adequada para localização em ambientes internos e uso racional de recursos em dispositivos móveis, considerando o erro médio de estimativa de localização próximo de 1 (um) metro. Ao contrário de outros trabalhos relacionados, que concentram esforços apenas em uma das fases do RSS fingerprint, nossa pesquisa buscou melhorias tanto na fase de construção do mapa de sinais do ambiente (fase of line) quanto na fase de localização do dispositivo móvel no ambiente interno (fase online). Neste sentido, foi realizado um projeto de experimentos com dois cenários (2D e 3D) e os resultados obtidos apresentaram erro médio mínimo de 2m no Experimento 2D, com apenas 5 medições na fase of line, e 1,08m no Experimento 3D, utilizando uma Rede Neural e informações da posição anterior na fase online de localização. |
| Abstract: | Indoor Location Based Services (ILBS) have attracted a lot of attention in recent years because of their social and commercial potential, with an estimated market value of $10 billion by 2020. As satellite (GPS) and cellular (GSM) can’t penetrate indoors, with external walls and internal obstacles, the use of the Wi-Fi signal, for internal location, has gained a lot of importance in both academic and industrial areas due to the large penetration of wireless LANs (WLANs) and Wi-Fi-enabled mobile devices. In particular, the fingerprint of the received signal strength (RSS fingerprint) has attracted a great deal of attention by alleviating the multipath problem (multiple paths traveled by the signal between the sender and receiver) aggravated by the existence of walls and indoor objects. Given this scenario, motivated by the search for an efficient and effective ILBS, we propose the combined use of Wi-Fi fingerprint with Machine Learning algorithms in order to identify the approach more suitable for indoor localization and rational use of resources in mobile devices, considering the average error estimate of about 1 (one) meter. Unlike other related works, which concentrate efforts only on one of the phases of the RSS fingerprint, our research sought improvements both in the construction phase of the environment signal map (offline phase) and in the phase of locating the mobile device in the indoor environment (online phase). In this sense, one Design of Experiments was carried out with two scenarios (2D and 3D) and the results obtained showed a minimum average error of 2m in the 2D experiment, with only 5 measurements in the offline phase, and 1.08m in the 3D experiment, using a Neural Network and information from the previous position in the online location phase. |
| Palavras-chave: | Serviços baseados em localização interna Impressão digital do sinal de Wi-Fi Aprendizagem de Máquina Indoor Location Based Services Wi-Fi fingerprint Machine Learning |
| CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Editor: | Universidade Federal da Paraíba |
| Sigla da Instituição: | UFPB |
| Departamento: | Informática |
| Programa: | Programa de Pós-Graduação em Informática |
| Tipo de Acesso: | Acesso aberto |
| URI: | http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/ |
| URI: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/18748 |
| Data do documento: | 29-Jul-2020 |
| Aparece nas coleções: | Centro de Informática (CI) - Programa de Pós-Graduação em Informática |
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