Smart hierarchical WiFi localization system for indoors

Premio Extraordinario de Doctorado de la UAH en el año académico 2013-2014En los últimos años, el número de aplicaciones para smartphones y tablets ha crecido rápidamente. Muchas de estas aplicaciones hacen uso de las capacidades de localización de estos dispositivos. Para poder proporcionar su localización, es necesario identificar la posición del usuario de forma robusta y en tiempo real. Tradicionalmente, esta localización se ha realizado mediante el uso del GPS que proporciona posicionamiento preciso en exteriores. Desafortunadamente, su baja precisión en interiores imposibilita su uso. Para proporcionar localización en interiores se utilizan diferentes tecnologías. Entre ellas, la tecnología WiFi es una de las más usadas debido a sus importantes ventajas tales como la disponibilidad de puntos de acceso WiFi en la mayoría de edificios y que medir la señal WiFi no tiene coste, incluso en redes privadas. Desafortunadamente, también tiene algunas desventajas, ya que en interiores la señal es altamente dependiente de la estructura del edificio por lo que aparecen otros efectos no deseados, como el efecto multicamino o las variaciones de pequeña escala. Además, las redes WiFi están instaladas para maximizar la conectividad sin tener en cuenta su posible uso para localización, por lo que los entornos suelen estar altamente poblados de puntos de acceso, aumentando las interferencias co-canal, que causan variaciones en el nivel de señal recibido. El objetivo de esta tesis es la localización de dispositivos móviles en interiores utilizando como única información el nivel de señal recibido de los puntos de acceso existentes en el entorno. La meta final es desarrollar un sistema de localización WiFi para dispositivos móviles, que pueda ser utilizado en cualquier entorno y por cualquier dispositivo, en tiempo real. Para alcanzar este objetivo, se propone un sistema de localización jerárquico basado en clasificadores borrosos que realizará la localización en entornos descritos topológicamente. Este sistema proporcionará una localización robusta en diferentes escenarios, prestando especial atención a los entornos grandes. Para ello, el sistema diseñado crea una partición jerárquica del entorno usando K-Means. Después, el sistema de localización se entrena utilizando diferentes algoritmos de clasificación supervisada para localizar las nuevas medidas WiFi. Finalmente, se ha diseñado un sistema probabilístico para seguir la posición del dispositivo en movimiento utilizando un filtro Bayesiano. Este sistema se ha probado en un entorno real, con varias plantas, obteniendo un error medio total por debajo de los 3 metros

Sobi: An Interactive Social Service Robot for Long-Term Autonomy in Open Environments

Long-term autonomy in service robotics is a current research topic, especially for dynamic, large-scale environments that change over time. We present Sobi, a mobile service robot developed as an interactive guide for open environments, such as public places with indoor and outdoor areas. The robot will serve as a platform for environmental modeling and human-robot interaction. Its main hardware and software components, which we freely license as a documented open source project, are presented. Another key focus is Sobi’s monitoring system for long-term autonomy, which restores system components in a targeted manner in order to extend the total system lifetime without unplanned intervention. We demonstrate first results of the long-term autonomous capabilities in a 16-day indoor deployment, in which the robot patrols a total of 66.6 km with an average of 5.5 hours of travel time per weekday, charging autonomously in between. In a user study with 12 participants, we evaluate the appearance and usability of the user interface, which allows users to interactively query information about the environment and directions.© 2021 IEEE. Personal use of this material is permitted. Permission from IEEE must be obtained for all other uses, in any current or future media, including reprinting/republishing this material for advertising or promotional purposes, creating new collective works, for resale or redistribution to servers or lists, or reuse of any copyrighted component of this work in other works

Continuous Space Estimation: Increasing WiFi-Based Indoor Localization Resolution without Increasing the Site-Survey Effort

Abstract Although much research has taken place in WiFi indoor localization systems, their accuracy can still be improved. When designing this kind of system, fingerprint-based methods are a common choice. The problem with fingerprint-based methods comes with the need of site surveying the environment, which is effort consuming. In this work, we propose an approach, based on support vector regression, to estimate the received signal strength at non-site-surveyed positions of the environment. Experiments, performed in a real environment, show that the proposed method could be used to improve the resolution of fingerprint-based indoor WiFi localization systems without increasing the site survey effortThis work has been funded by TIN2014-56633-C3-3-R (ABS4SOWproject) from the Ministerio de Economía y Competitividad and the University of Alcalá Postdoctoral Research program (30400M000.541A.640.17)S