Integrated WiFi/PDR/Smartphone using an unscented Kalman filter algorithm for 3D indoor localization

Because of the high calculation cost and poor performance of a traditional planar map when dealing with complicated indoor geographic information, a WiFi fingerprint indoor positioning system cannot be widely employed on a smartphone platform. By making full use of the hardware sensors embedded in the smartphone, this study proposes an integrated approach to a three-dimensional (3D) indoor positioning system. First, an improved K-means clustering method is adopted to reduce the fingerprint database retrieval time and enhance positioning efficiency. Next, with the mobile phone’s acceleration sensor, a new step counting method based on auto-correlation analysis is proposed to achieve cell phone inertial navigation positioning. Furthermore, the integration of WiFi positioning with Pedestrian Dead Reckoning (PDR) obtains higher positional accuracy with the help of the Unscented Kalman Filter algorithm. Finally, a hybrid 3D positioning system based on Unity 3D, which can carry out real-time positioning for targets in 3D scenes, is designed for the fluent operation of mobile terminals

Map matching by using inertial sensors: literature review

This literature review aims to clarify what is known about map matching by using inertial sensors and what are the requirements for map matching, inertial sensors, placement and possible complementary position technology. The target is to develop a wearable location system that can position itself within a complex construction environment automatically with the aid of an accurate building model. The wearable location system should work on a tablet computer which is running an augmented reality (AR) solution and is capable of track and visualize 3D-CAD models in real environment. The wearable location system is needed to support the system in initialization of the accurate camera pose calculation and automatically finding the right location in the 3D-CAD model. One type of sensor which does seem applicable to people tracking is inertial measurement unit (IMU). The IMU sensors in aerospace applications, based on laser based gyroscopes, are big but provide a very accurate position estimation with a limited drift. Small and light units such as those based on Micro-Electro-Mechanical (MEMS) sensors are becoming very popular, but they have a significant bias and therefore suffer from large drifts and require method for calibration like map matching. The system requires very little fixed infrastructure, the monetary cost is proportional to the number of users, rather than to the coverage area as is the case for traditional absolute indoor location systems.Siirretty Doriast

Sistema de monitorização para serviço de urgência em ambiente hospitalar : estágio na Sensing Future

O serviço de urgência dos hospitais continua a ser a primeira opção de grande maioria dos doentes. Na realidade, a maioria das causas que levam a que os doentes recorram a este tipo de serviços, de acordo com o protocolo de triagem de Manchester, não é urgente ou é pouco urgente, pelo que o doente poderia ser tratado em unidades de cuidados primários, evitando a ida ao hospital. A grande afluência aos serviços de urgência dos hospitais, aliada à insuficiência de profissionais de saúde nestes serviços, faz com que, muitas vezes, o doente se encontre sujeito a tempos de espera demasiado longos. Por consequência, o seu estado de saúde pode agravar-se após a triagem e até que este seja observado pelo médico da especialidade, o que faz com que a sua condição de saúde possa ser colocada em risco sem que o profissional de saúde se possa aperceber e agir atempadamente. Atualmente, existem diversas soluções de hardware capazes de monitorizar alguns parâmetros vitais, bem como soluções de localização indoor com recurso a diferentes métodos e tecnologias. No entanto, não existe nenhuma solução que englobe estas duas vertentes e que seja aplicável a um serviço de urgência hospitalar. Este enquadramento constituiu a motivação principal para o trabalho desenvolvido neste estágio, particularmente a criação de um sistema capaz de monitorizar os parâmetros vitais do doente que recorre às urgências, nomeadamente a frequência cardíaca e a temperatura corporal, bem como a sua localização neste serviço, e capaz de dar alertas, de forma a auxiliar o profissional de saúde a detetar situações de agravamento da condição de saúde do doente. No protótipo desenvolvido, é colocada uma pulseira no doente, que faz a leitura dos seus sinais vitais (frequência cardíaca e temperatura corporal), devendo este ser acompanhado de um telemóvel com uma aplicação Android específica, desenvolvida para enviar os dados dos sinais vitais recolhidos, assim como a informação da localização do doente, periodicamente, para um servidor. Neste, há uma base de dados, com a informação de todos os doentes sob atendimento e, através de uma dashboard, é feito o interface com o profissional de saúde, alertando-o, em caso de necessidade, sempre que ocorra alguma situação considerada crítica. O protótipo foi avaliado na perspetiva dos profissionais de saúde, realizada com recurso a testes de usabilidade, e também numa perspetiva empresarial, levada a cabo junto das empresas Sensing Future Technologies e Glintt, e pelo Laboratório de Automática e Sistemas do Instituto Pedro Nunes

MEMS Accelerometers

Micro-electro-mechanical system (MEMS) devices are widely used for inertia, pressure, and ultrasound sensing applications. Research on integrated MEMS technology has undergone extensive development driven by the requirements of a compact footprint, low cost, and increased functionality. Accelerometers are among the most widely used sensors implemented in MEMS technology. MEMS accelerometers are showing a growing presence in almost all industries ranging from automotive to medical. A traditional MEMS accelerometer employs a proof mass suspended to springs, which displaces in response to an external acceleration. A single proof mass can be used for one- or multi-axis sensing. A variety of transduction mechanisms have been used to detect the displacement. They include capacitive, piezoelectric, thermal, tunneling, and optical mechanisms. Capacitive accelerometers are widely used due to their DC measurement interface, thermal stability, reliability, and low cost. However, they are sensitive to electromagnetic field interferences and have poor performance for high-end applications (e.g., precise attitude control for the satellite). Over the past three decades, steady progress has been made in the area of optical accelerometers for high-performance and high-sensitivity applications but several challenges are still to be tackled by researchers and engineers to fully realize opto-mechanical accelerometers, such as chip-scale integration, scaling, low bandwidth, etc