Bruk av kalman filter for integrert posisjonsbestemmelse innendørs: Integrasjon av GPS og WLAN

Abstract

Kalman filteret har i over 40 år integrert ulike måleinstrumenter i den hensikt å oppnå bedre presisjon og økt robusthet. Et enormt antall løsninger basert på integrasjon av treghets systemer og avstandsmålings systemer som LORAN og GPS har vært benyttet for å tilby sikkerhet i luften, på land og til sjøs. Kalman filteret har utviklet seg og tilpasset seg til stadig flere områder. Et av disse områdene som stadig får mer oppmerksomhet er innendørs posisjonsbestemmelse. Behovet for å vite posisjonen også innendørs har ført til mange ulik løsninger både når det gjelder enkeltsystemer og integrerte systemer. Ved det tekniske universitetet i Wien har de et prosjekt som har til hensikt å tilby både utendørs og innendørs navigasjonsløsninger for fotgjengere . Det finnes et stort antall sensorer som kan benyttes i et integrert navigasjonssystem tilpasset innendørs navigasjon. Denne oppgaven velger å ta for seg to sensorer for å vurdere fortjenesten en integrasjon av disse to vil ha på posisjonsnøyaktighet og robusthet. Den ene sensoren er Cordis RadioEye fra Trondheims bedriften Radionor. CRE er en WLAN router, som i tillegg til vanlige router tjenester, har muligheter for nøyaktig posisjonsbestemmelse. CRE er ikke kommersielt i salg og dette medfører at lite forskning har vært gjort med den som del av et integrert system. Den andre sensoren er Antaris SuperSense 4H fra det sveitsiske selskapet u-Blox. Dette er en GPS konstruert for innendørs posisjonsbestemmelse. Målet for oppgaven var å vurdere i hvilken grad de to systemene utfylte hverandre i innendørs posisjonsbestemmelse. Kalman filteret skulle estimere en konstant posisjon basert på målinger fra begge systemene. To ulike senarioer ble valgt. I det første scenarioet befant testobjektet seg i origo på et lokalt referansesystem. I den andre testen skulle testobjektet befinne seg utenfor det teoretiske dekningsområdet til radioøyet . For vurdering av robustheten til det integrerte systemet ble det foretatt simuleringer der radioøyet falt ut i et bestemt tidsrom. Hensikten med dette var å se hvordan det oppdaterte posisjonsestimatet fra kalman filteret reagerte på dette.