Indoor positioning con tecniche Ultra Wide Band: funzionamento, test e risultati

Oggigiorno, i ricevitori GNSS sono strumenti quotidianamente utilizzati da un numero di utenti elevato, per svariate applicazioni in ambito “outdoor”: dalla navigazione alla posizionamento di alta precisione. Un tema di ricerca molto attuale è la ricerca di una valida alternativa alla tecnica GNSS per il posizionamento indoor. Nei primi anni 2000 si era avanzata la possibilità di utilizzare le tecniche di “pseudoliti”, vale a dire delle antenne a terra in grado di replicare un segnale GNSS. Il tentativo svanì dopo alcuni anni, a seguito delle complessità e fragilità del sistema. Recentemente, è stata proposta la tecnologia ultra wide band (UWB) (Toth et al, 2017), vale a dire un sistema sempre basato sulle radio frequenze, costituito da antenne fisse (anchor) e antenne mobili (TAG) che sfrutta sempre il principio di trilaterazione, in grado di consentire un posizionamento indoor anche senza GNSS. Questo tipo di soluzione, inoltre, può essere in grado di stimare una soluzione di navigazione completa, vale a dire sia di posizione che di assetto. In questo contributo si è voluto testare il sistema commerciale “low cost” di Pozyx®, che si basa proprio sul posizionamento UWB, in grado di fornire una soluzione di navigazione completa: posizione e assetto (Dardari et al, 2017). Il sistema è costituito da una rete di moduli a radiofrequenza su banda f=500MHz, che permettono di raggiungere precisioni dell’ordine dei 10-15cm. Il sistema è composto da un TAG (mobile) che trasmette il pacchetto di dati e una serie di “anchor” (fissi) con posizione nota, installati nell’ambiente. I TAG hanno al loro interno anche un sistema IMU, costituito da tre accelerometri, giroscopi e magnetometri. Al fine di ottenere la stima della posizione e dell’assetto è necessario collegare il dispositivo TAG ad un sistema di controllo, quale computer o sistemi integrati quali Raspberry o Arduino. Si sono svolti diversi test in ambiente indoor, al fine di analizzare le precisioni e accuratezze del posizionamento e delle misure dei range. Si è realizzata una rete composta da 4 “anchor”, coprendo un’area di 6.44m x 4.91m. Il posizionamento è stato svolto utilizzando due algoritmi: UWB-only e tracking (Alarifi et al, 2016). Il posizionamento è stato effettuato sia in modalità “statica” che “cinematica”. In questo contributo si presenteranno solo i risultati della prova cinematica, in cui il rover è stato spostato sui punti contrassegnati per valutare il sistema di posizionamento cinematico