Contribución al desarrollo de una aplicación móvil de posicionamiento en interiores basado en luz (VLP) usando los sensores inerciales del dispositivo

Abstract

Los sistemas de posicionamiento resultan una herramienta fundamental en el ámbito industrial y social. Desde actividades de monitorización en tiempo real hasta la navegación de los automóviles, es imprescindible contar con sistemas que garanticen una alta precisión en el posicionamiento. El posicionamiento basado en luz visible (VLP) ofrece una solución indoor de este ámbito tecnológico. Se utiliza el espectro de la luz visible para posicionar objetos en el espacio, de modo que se utilizan los focos de luz para iluminar el entorno y para integrar sistemas inteligentes de posicionamiento. El objeto de este trabajo es contribuir al desarrollo de una aplicación móvil de guiado y posicionamiento en un museo. Esta aplicación utiliza los sensores de la cámara del dispositivo móvil para detectar focos de luz pertenecientes a una red de focos inteligentes. Ante la existencia de diversas fuentes de error, este proyecto se centra en la resolución de dos de ellas mediante sendos algoritmos que aprovechan la unidad de medida inercial de los dispositivos. El primer algoritmo permite corregir la posición captada de un foco, en función de los ángulos de posición del dispositivo móvil. El segundo, utiliza un sistema de navegación inercial para predecir el rumbo del usuario en aquellos momentos que no se capta un foco. Los resultados obtenidos con dichos algoritmos muestran que se incrementa la precisión en el posicionamiento del usuario, así como en la naturalidad de su movimiento. Además, estos algoritmos pueden ser implementados en otras soluciones existentes de VLP.

Positioning systems are an essential tool in the industrial and social spheres. From real-time monitoring activities to automotive navigation, systems that ensure high positioning accuracy are essential. Visible Light Positioning (VLP) offers an indoor solution in this technological field. The visible light spectrum is used to position objects in space, so that light sources are used to illuminate the environment and to integrate intelligent positioning systems. The purpose of this work is to contribute to the development of a mobile application for guidance and positioning in a museum. This application uses the camera sensors of the mobile device to detect light sources belonging to a network of intelligent light sources. Given the existence of several sources of error, this project focuses on the resolution of two of them by means of algorithms that take advantage of the inertial measurement unit of the devices. The first algorithm allows correcting the captured position of a spotlight, depending on the position angles of the mobile device. The second uses an inertial navigation system to predict the user's course when a spotlight is not captured. The results obtained with these algorithms show that the accuracy of the user's positioning is increased, as well as the naturalness of the user's movement. Furthermore, these algorithms can be implemented in other existing VLP solutions.

Els sistemes de posicionament són una eina fonamental en l'àmbit industrial i social. Des d'activitats de monitoratge en temps real fins a la navegació dels automòbils, és imprescindible tenir sistemes que garanteixin una alta precisió en el posicionament. El posicionament basat en la llum visible (VLP) ofereix una solució indoor d'aquest àmbit tecnològic. S'utilitza l'espectre de la llum visible per posicionar objectes a l'espai, de manera que s'utilitzen els focus de llum per il·luminar l'entorn i integrar sistemes intel·ligents de posicionament. Aquest treball és contribuir al desenvolupament d'una aplicació mòbil de guiatge i posicionament en un museu. Aquesta aplicació utilitza els sensors de la càmera del dispositiu mòbil per detectar focus de llum pertanyents a una xarxa de focus intel·ligents. Davant l'existència de diverses fonts d'error, aquest projecte se centra en la resolució de dues mitjançant un algoritme que aprofiten la unitat de mesura inercial dels dispositius. El primer algorisme permet corregir la posició captada d'un focus, en funció dels angles de posició del dispositiu mòbil. El segon, utilitza un sistema de navegació inercial per predir el rumb de lusuari en aquells moments que no es capta un focus. Els resultats obtinguts amb aquests algorismes mostren que s'incrementa la precisió en el posicionament de l'usuari, així com la naturalitat del seu moviment. A més, aquests algorismes poden ser implementats en altres solucions existents de VLP.