Lista przedmiotów z materiałami udostępnionymi dla studentów

Dla_studentów
  • Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size

Jarosław Kawecki

System do lokalizacji ludzi we wnętrzach budynków z wykorzystaniem czujników nasobnych


Indoor localization system for human detection using wearable sensors


Opiekun pracy dyplomowej: dr hab. inż. Łukasz Januszkiewicz prof. ucz.
Praca dyplomowa magisterska obroniona 2016-07-04
Streszczenie pracy dyplomowej:
Obecnie można zaobserwować coraz większy wzrost zapotrzebowania na systemy lokalizacji ludzi wewnątrz budynków. Rozwiązania te są rozwijającą się gałęzią nowych technologii. Jako źródło danych wykorzystywane są moduły inercyjne. Poprawne użytkowanie inercyjnych systemów lokalizacji nie wymaga wykorzystania sygnału dostępnego z systemu nawigacji satelitarnej - GPS. Celem pracy dyplomowej jest zaprojektowanie oraz wykonanie systemu służącego do lokalizacji ludzi we wnętrzach budynków. Składa się on z dwóch podstawowych komponentów. Pierwszym z nich jest koszulka tekstylna wyposażona w elektronikę noszoną firmy Adafruit. Wyposażona ona została w czujniki inercyjne pozwalające na odtworzenie zmiany położenia człowieka, moduł bluetooth służący do bezprzewodowej komunikacji oraz układ posiadający wbudowane zasilanie co gwarantuje stabilność samodzielnej pracy systemu. Kolejnym z komponentów jest aplikacja mobilna pod system Android służąca do wizualizacji danych o położeniu użytkownika. Komunikacja pomiędzy koszulką tekstylną a urządzeniem mobilnym zapewniona została za pomocą protokołu bluetooth. Praca składa się ze wstępu, sześciu rozdziałów i podsumowania. We wstępie przedstawiony został cel pracy, oraz krótkie omówienie tematyki lokalizowania wewnątrz pomieszczeń. W rozdziale drugim zaprezentowano dostępne na rynku systemy lokalizacji wewnątrz i na zewnątrz budynków. Omówione zostały również technologie transmisji bezprzewodowej. Kolejny rozdział zawiera założenia, które ma spełniać system detekcji położenia. Wymienione zostały również jego docelowe zastosowania. Rozdział czwarty obejmuje badania przeprowadzone w celu wybrania najlepszego usytuowania modułu inercyjnego na ciele. W kolejnym rozdziale opisane są technologie oraz narzędzia, które zostały wykorzystane podczas projektowania oraz tworzenia systemu. Rozdział szósty przedstawia zasadę działania systemu lokalizacji. Wymienione oraz scharakteryzowane zostały sensory i układy elektroniczne wykorzystane w projekcie. Przedstawiono również opis aplikacji mobilnej pod system operacyjny Android, który obecnie w 2016 roku uznawany jest za najpopularniejszy na świecie. Rozdział ten zawiera również zaimplementowane algorytmy, które pozwalają na odpowiednie przetworzenie danych odebranych z czujników pomiarowych, umieszczonych w koszulce. Kolejny rozdział przedstawia opracowanie testów systemu przeprowadzonych w Instytucie Elektroniki Politechniki Łódzkiej. Przedstawione wyniki testów wraz z ilustracjami pozwoliły na wysnucie wniosków. Przemawiają one za poprawnym działaniem systemu przy odpowiednich założeniach początkowych. Ostatni rozdział zawiera podsumowanie pracy dyplomowej. Zawarte w nim są również wnioski dotyczące systemu.
Abstract:
Currently we can observe an increasing growth in demand of indoor localization of people. These solutions are a developing branch of new technology. As a source of data they use inertial sensors such as accelerometers, gyroscopes or magnetometers, which eliminates the need for the use of GPS signal which is not available inside the buildings. The main goal of my thesis is to design and create a system that localizes and navigates people inside the buildings. The master thesis consist of two basic modules. The first is a textile shirt equipped with wearable electronics produced by Adafruit company. It has also inertial sensors which allow to detect human moves, which then can be calculated as the path traveled by the user. System also consists of Bluetooth device which ensures wireless communication and the power supply adapter which guarantees independent work without. The Second module is the android mobile application, which can display data about human position inside the building. Communication between textile shirt and mobile device is made via Bluetooth protocol. The diploma thesis consist of introduction, 6 chapters and conclusions. In introduction the purpose of this thesis and the short description about indoor localization are presented. Second chapter shows indoor and outside localization solutions which are available on the global market. Wireless technologies are also presented. The next chapter contains assumption that the system of location must fulfill in order to locate people. The chapter 4 consists of the research carried out to find the best place on the human body to put inertial sensors. The next chapter describes technology and tools, which were used to design and develop proposed system. Chapter 6 presents principles of operation of location system. Set of sensors and other electronic devices are listed and characterized. The thesis also consist the description of mobile application to Android operating system. This chapter shows algorithms implemented in the practical part of the thesis. These algorithms allow to transform measured data from sensors which are put onto the shirt. The next chapter presents the functional tests of the whole system elaboration. These tests were carried out in the Institute of Electronics in the Technical University of Lodz. The results from the test are presented on the graphical interface implemented onto the mobile application. Verification showed that indoor localization system works correctly with the appropriate initial assumptions. The last chapter summarizes the whole work and gives conclusions about the developed system.