Posted by Metehan EMLIK in Donanım, Elektronik, Genel, Projeler, YazılımShare

• Share

• Like
• Plus
• Tweet

Kapalı Alan Konumlandırma Sistemi(Indoor Location System).

Günümüzde güvenlik, navigasyon, ağır sanayi alanları, seri üretim tesisleri, tedarik zincirlerinde stok takibi, vb. uygulamalarda araç, kişi veya eşyaların telsiz ve gerçek-zamanlı olarak konumlarının yüksek hassasiyet ile takip edilebilmesi önem kazanmaktadır. Ayrıca, Günümüz modern şehirlerinde çok katlı, karmaşık ve geniş alanlara yayılmış binaların sayısı her geçen gün artmaktadır. Onlarca kat, yüzlerce koridor, oda ve geçitlerden oluşan bu binalar, hem karmaşık yapıları, hem de barındırdıkları nüfus itibarı ile adeta birer küçük şehir gibidirler. Dolayısı ile binaların büyüklüğü ve karmaşıklığına bağlı olarak çözülmeyi bekleyen birçok yeni problem karşımıza çıkmaktadır. Meydana gelebilecek acil durumlarda, kişiye özel navigasyon uygulamaları kullanarak binaların hızlı ve sorunsuz bir şekilde tahliyesi bu problemlerin en başta gelenidir. Görme engellilerin yönlendirilmesi, güvenlik amaçlı uygulamalar, ziyaretçi takibi, adres bulma, hizmetlerin organizasyonu, otomatik turist rehberliği gibi uygulamalar ise diğer kullanım alanlarından bazılarıdır(Örn: Resim-1).

Telsiz olarak konum belirlemede en yaygın olarak kullanılan GPS sistemi, alıcı ve uydu arasında doğrudan görüş gerektirdiğinden kapalı ortamlarda başarılı sonuçlar veremez. Bu yüzden, Bununla birlikte GNSS’in kapalı alanlarda doğrudan kullanılması mümkün değildir. Bu yüzden bina içlerinde de çalışabilecek etkin konum belirleme sistemlerine ihtiyaç vardır. İç mekânlara yönelik olarak önerilen konum belirleme teknolojileri ve özellikleri Tablo 1’de gösterilmektedir.

Teknoloji	Avantajları	Dezavantajları	Doğruluk
Ultrasonic	Basit ve ucuz ekipman. Hassas ölçüm imkanı	Her odada alıcıların tesis edilmesi gerekliliği. Yüksek yoğunluklu seslerin olumsuz etkisi. Alıcı ve vericilerin birbirini doğrudan görme gerekliliği.	Yeterince sık tesis edildiğinde birkaç santimetre
RFID	Alıcı ve vericilerin birbirini doğrudan görmesine gerek yok. Her türden ortamda çalışma imkanı. Hızlı etkileşim. Pasif alıcı taşıyıcılar aktiflere göre daha ucuz, küçük ve pile ihtiyaç duymuyor. Pasif taşıyıcılar, aktiflere göre daha düşük duyarlıklı. RFID okuyucular pahalı.		RFID okuyucu ve taşıyıcıların dağılımına bağlı olarak 1 santimetreden 2. metreye kadar
Bluetooth	Her türden bluetooth cihazın izlenebilmesi (cep telefonu, mp3 player, laptop) Değişken okuma mesafesi (1 m. civarı) Küçük ölçekli kurulumlar nispeten ucuz. Geniş ölçekli kurulumlarda maliyetli. Sınırlı bant genişliği. Ana bağlantıya karşılık en fazla yedi alt bağlantı imkanı. Aktarmada gecikme.		2-15 metre
WLAN (Wifi)	IEEE 802.11 altyapısını kullanabilme imkanı. Düşük maliyet. Çok katlı ve çok yoğun alanlarda performans düşüklüğü. Sinyal yansıması ve dinamik ağ yapısı sebebiyle değişken sinyal gücü.		1-3 m. (50 m. menzil içinde)
Pseudo-GPS(Uydusallar)		Bina içine GPS uydularına benzer ufak uydusalların kurulması gerekliliği. GPS alıcılı mobil cihazlar. Maliyeti yüksek.	1 m. civarı
Infrared	Düşük güç tüketimi. Gün ışığına karşı duyarlı. Alıcı ve vericilerin birbirini doğrudan görme gerekliliği. Tesis ve bakımı maliyetli		5-10 metre.

Avantajları ve doğruluğu göz önüne alındığında söz konusu yöntemler içerisinde RFID(Resim-3) teknolojisi öne çıkmaktadır. Günümüzde de RTLS ‘de yaygın olarak kullanılan RFID sistemi, okuyucu ve taşıyıcıların birbirlerini doğrudan görmeleri gerekmeksizin aralarında kablosuz iletişim kurabilmeleri, sistemin bina içerisinde kullanımını kolaylaştırmaktadır. Bir diğer önemli özelliği ise birden fazla taşıyıcının aynı anda okunabilmesinin mümkün olmasıdır. Fakat bu sistemin hassasiyet avantajı olmasına rağmen maliyet dezavantajı vardır.

 

 

 

Yukarıdaki bütün nedenler göz önüne alındığında, günümüzdeki RTLS’leri henüz istenilen seviyelere gelememiştir. Bu yüzden kullanımı yaygınlaşmamıştır. Bizde RTLS’leri yaygınlaştırmak ve geliştirmek için mevcut sistemleri ek olarak yeni bir sistem tasarlamayı amaçlıyor.

 

Tasarımımız bünyesindeki Amaçlar:

• Mevcut sistemlerin dezavantajlarını giderileceği yeni bir sistem tasarımı.
• Personel, ekipman ve taşıtların iş alanındaki mutlak konum bilgisi ile takibi,
• İşitsel ve görsel uyarı sistemleri,
• Personel yardım çağrılarını anında haber alma ve personel konum bilgisinin eş zamanlı olarak elde edilmesi imkânı
• Çevresel şartların anlık takibi (sıcaklık, nem, ortam gazları ve basınç gb.)
• Geniş mağazalar, müzeler, havaalanları, ofisler ve konferans salonları gibi büyük kapalı mekanlarda yer yön tayin etmede
• İlk girişte verilen örnekteki gibi kapalı ve kalabalık yerlerde konum paylaşmaya
• Alışveriş merkezlerinde istenilen mağazaya en kısa yolu hesaplamada(Resim-4)
• Konum bazlı reklam ve fırsat vermeye
• Kapalı mekanlarda gerçekleştirilebilecek oyunlar için konum bilgisine ulaşmada
• En yakın personele ulaşmak için anons yerine direk kişi ile iletişime geçme, örneğin hastanelerde acil bir durumda en yakın doktora ulaşmada

Giriş:

 

Bizim tarafımızdan bulunan Yüksek Çözünürlüklü Kişisel Hareket Takibi ile Gerçek Zamanlı Kapalı Alan Konum Belirleme ve Takip Sistemi kısaca insanların yürürken veya koşarken ayaklarında ki ivme, açısal hız ve manyetik alan değişimlerini hesaplayarak  kişinin hangi yöne ne kadar gittiğini çeşitli filtreleme algoritmaları ile tahmin ederek konum değişimlerini bulma üzerine çalışır. Ayrıca, sistemin hassasiyetini artırılası için ayak tabanına basınç sensesörü yerleştirilmiştir. Basınç sensörü yürüyüşe başlama ve yürüyüşü bitirme noktalarının tespitinde kullanılacaktır.

Yürüyüş ve Duruş Biçimi:

     İnsanların yürüyüşündeki hareketlerinde düzenli bir döngüsü vardır. Bu döngü, insanların nasıl yürüyüp koştuklarını diğer bir deyişle, nasıl hareket ettiğimizi tarif eder.

Bir bütün yürüyüş biçimi döngüsü, bir ayak yer ile temas ettiğinde başlayıp, aynı ayak yer ile tekrar temas ettiğinde sona erer. Bu, iki aşamadan oluşur:

• Duruş aşaması, bu aşamada ayak (bir kısmı) zemin ile temastadır;
• Savuruş aşaması, bu aşamada aynı ayak yere basmamaktadır.

Duruş Aşamaları:

Duruş en önemli aşama olarak dikkate alınır çünkü bu, vücut ağırlığınızı ayak ve bacağınızın taşıdığı zamandır. Duruş aşaması da kendi içinde üç safhaya bölünebilir:

1. İlk temas;
2. Orta duruş
3. İleriye doğru itme

 

 

 

Duruş Aşamalarındaki İvmelenme grafiği

 

 

 

 

İlk Prototip

Yıldız Teknik Üniversitesi Sunumu:

 

TET PROJE PAZARI

 

 

Kaynakça

1. RFID Sistemleri ile Konum Belirleme Uygulamaları, Emrullah Demiral, İsmail Rakıp Karaş, Muhammed Kamil Turan, http://www.hkmo.org.tr/resimler/ekler/049cf9e5364d1f3_ek.doc
2. Bio Motion Lab , Erişim Tarihi: 20 Ekim 2014,    http://www.biomotionlab.ca/Demos/BMLwalker.html
3. Real-Time Locating System and Solution is the foundation for Real-Time Asset Visibility and a Necessity for Better Asset Utilization or “On-Demand” Real-Time Personnel Visibility for Personnel Safety : 20 Ekim 2014,   http://www.avantetech.com/products/locating
4. Personal Navigation via High-Resolution Gait-Corrected Inertial Measurement Units,  Erişim Tarihi: 20 Ekim 2014, http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=5451054
5. Yasin Kafadar,  Kapalı alan konum tespit sistemi. Erişim Tarihi: 2 Aralık 2014,  http://arsiv.mmo.org.tr/pdf/10674.pdf
6. MPU-6050 Accelerometer + Gyro, Erişim Tarihi: 20 Ekim 2013, http://playground.arduino.cc/Main/MPU-6050
7. Kıyak, E. Kanat Kuyruk Etkileşim. Aylık havacılık dergisi. Erişim Tarihi: 29 Ekim 2013, http://www.uted.org/dergi/2007/mart/kanatkuyruk2.htm
8. Ilgın Şafak, Kapalı Ortamlarda RFID-Tabanlı Konum Belirleme: 24 Ekim 2014, http://ab.org.tr/ab14/bildiri/39.pdf
9. Lee, R. G., (1998), Guided Weapons, Third Edition, Brassey’s, London