Indoor Positioning System with BLE and Wi-Fi technology - Data Analysis and Accuracy Improvement

Abstract

Současný stav ve vývoji moderních aplikací a služeb zvyšuje poptávku po systémech určování polohy ve vnitřních prostorách s následnou možností navigace (s lokalizačními službami (LBS)). Mnoho aplikací určených pro smartphony využívá různé techniky a často i senzorovou fúzi. Vnitřní prostředí je však velice složité, takže přesnost vnitřního polohování je zásadně ovlivněna silným rušením a komplikovaným šířením analyzovaných signálů. Většina bezdrátových vnitřních lokalizačních systémů se spoléhá na analýzu přijatých signálů, zejména analýzu intenzity signálu (RSSI). V této práci navrhujeme hybridní systém s využitím metod fingerprint RSSI, který využívá iBeacony pro zpřesnění lokalizace Wi-Fi přístupových bodů. V tomto hybridním systému mohou přístupové body Wi-Fi rozdělit prostor na různé sekce a iBeacony mohou pomoci lokalizovat polohu uživatele ve vnitřním prostředí. Naším cílem je poskytnout přesnější a účinnější hybridní bezdrátový systém vnitřního polohování, využívající rádiové signály technologií Wi-Fi a iBeacon. Náš výsledek ukazuje výhody hybridního systému vnitřního polohování, tedy určení polohy. Výsledky experimentu ukazují, že navrhovaný hybridní systém může dosáhnout přesnosti lepší než 2,8m, ve vnitřních prostředích. Podle analýzy se hybridní systém osvědčil, jako možné efektivní řešení úlohy lokalizace uvnitř budov.

Nowadays, the demand for indoor position and navigation with location-based services (LBSs) is increasing. Many applications on smartphones exploit different techniques and inputs for positioning. However, the indoor environment is really complex so that the accuracy of indoor positioning is affected by severe signal interference. Most of the wireless indoor positioning systems have relied on received signal strength indicators(RSSIs) from wireless radio emitting devices. In this thesis, we propose a hybrid system assisted by the RSSI fingerprint, utilizing iBeacon to assist Wi-Fi indoor positioning. In this hybrid system, Wi-Fi APs can divide the space into different sections, and iBeacon can accurately locate where the user is in an indoor environment. We aim to provide a more accurate, effective hybrid wireless indoor positioning system using Wi-Fi and iBeacon radio signals. Our result show advantages to the hybrid indoor positioning system. The experiment results show that our proposed hybrid system can achieve a certain level of accuracy (< 2.8m 90%) in the environments. According to the analysis, the hybrid system is proven to be an effective solution to indoor positioning.