Particle filter for context sensitive indoor pedestrian navigation

Novel particle filter design combines foot mounted inertial (IMU), bluetooth low energy (BLE) and ultra-wideband (UWB) technologies along with map matching into a seamless integrated navigation system for indoors. The system was evaluated by 10 test walks along an 80m long indoor track including stairs and running. 95% of the time the average error for a particle was below 3.1 m with filter completion success rate of 90%. Furthermore, a system without UWB using only IMU, BLE and map matching achieved an average error for a particle to be below 3.6 m with filter completion success rate of 70%. The selected technologies and sensors are affordable and easily deployable. Inertial measurement unit's characteristics complement the disadvantages in the rf technologies and vice versa. The code for the rover can be implemented on a modern mobile device together with a foot mounted IMU

Adaptive real-time dual-mode filter design for seamless pedestrian navigation

Seamless navigation requires that the mobile device is capable of offering a position solution both indoors and outdoors. Novel seamless navigation system design was implemented and tested to achieve this aim. The design consists of general navigation system framework blocks and of the necessary interface agreements between the blocks. This approach enables plug-and-play style design of modules. The implementation used four preselected key technologies. Microstrain 3DM-GX4-45 foot-mounted inertial measurement unit sensor data was fused together with the u-blox GNSS receiver positions outdoors. Context sensitive inference engine enabled the fusion of position updates indoors from the Decawave TREK1000 Ultra WideBand ranging kit and from the 6 Kontakt.io/Raspberry Pi anchor-based Bluetooth low energy fingeprinting system. Novel dual-mode filter design uses a particle filter and the pentagon buffer enhanced Kalman filter in the position solution derivation. Depending on the map and the walls in the environment and on the quality of position updates, the implemented control logic employs the most fit filter for the current context. Computational power is now focussed, when particle filter is needed. The novel pentagon buffer enhanced Kalman filter is 10 times faster, allowing power saving when situation is not too critical. Moreover, the buffer provides position updates by interacting with the map and helps to correct the position solution. The navigation system is seamless according to the tests conducted around and within the Nottingham Geospatial building. No user input is needed for smooth transition from outdoors to indoors and vice versa. The system achieves an accuracy of 2.35m outdoors and 1.4 m indoors (95% of error). Inertial system availability was continuous, while GNSS was available outdoors and BLE and UWB indoors

Computer aided training in commissioning of an automated pulp distribution center

Työn tarkoituksena oli kehittää Pesmel Oy:n toimittamien järjestelmien käyttöönottokoulutusta. Kehityskohteena oli Pesmel Oy:n järjestämä automatisoidun sellunjakelukeskuksen käyttöönottokoulutus Metsä Fibre Oy:n biotuotetehtaalla Äänekoskella. Pesmel Oy:n toiveena oli saada jo olemassa olevasta koulutusmateriaalista tietokonepohjainen koulutusohjelmisto, jota voidaan hyödyntää asiakkaiden kouluttamisessa. Koulutusmateriaalin kehittämisessä päädyttiin html-pohjaiseen koulutusohjelmistoon, jossa kaikki materiaali on kerätty yhden ohjelmiston taakse. Koulutusohjelmiston kehittämisessä käytettiin hyödyksi aikaisempia tutkimuksia tietokoneavusteisen koulutusohjelman arvioinnista sekä aikaisemmista koulutusohjelmistoista, joissa on arvioitu koulutusohjelmiston suunnittelua ja laatimista. Ohjelmistosta kehitettiin sellainen, että siinä olevaa materiaalia pystytään käyttämään sekä luokkahuonekoulutuksessa, itsenäisessä opiskelussa, käyttökoulutuksessa sekä koulutuksen jälkeen koulutettujen asioiden kertaamiseen sekä korvaamaan paperinen dokumentointi. Koulutusta kehitettiin eri oppimisteorioiden pohjalta huomioiden koulutettavien tausta sekä koulutettava materiaali. Monet oppimisteoriat lähtevät siitä lähtökohdasta, että ihmiset haluavat oppia itse, joten koulutusta lähdettiin suunnittelemaan koulutettavien lähtökohdista ja tarpeista käsin. Lisäksi Pesmel Oy:n koulutusta antaville henkilöille tehtiin sähköpostikysely koulutuksen nykytilanteen ja kehityskohteiden kartoittamiseksi. Näiden pohjalta laadittiin ehdotus koulutuksen parantamiseksi. Tässä työssä esiteltyä koulutusohjelmistoa ei toistaiseksi ole päästy kokeilemaan käytännössä, joten ohjelmiston vahvuuksia ja heikkouksia arvioitiin aiempien tutkimusten valossa. Tulevaisuudessa mahdollisesti tässä pilottihankkeessa toteutettu koulutusmateriaalin ja koulutuksen kehittäminen otetaan käyttöön Metsä Fibre Oy:n biotuotetehtaan sellunjakelukeskuksessa ja pilotin onnistuessa koulutuksen kehittämishanke laajenee muihinkin projekteihin

Projektiiviset, injektiiviset ja laakeat modulit

Tässä tutkielmassa esitetään määritelmät projektiiviselle, injektiiviselle ja laakealle modulille. Alussa johdatetaan aiheeseen esittämällä tuloksia moduleista, tekijämoduleista, modulien suorista summista ja modulien tensorituloista. Suoriin summiin ja tensorituloihin keskitytään enemmän, koska ne ovat erityisen tärkeitä tutkielman aiheelle. Lisäksi esitetään Zornin lemma lyhyesti. Toisessa luvussa tutkitaan eksakteja jonoja; erityisesti lohkeavia eksakteja jonoja. Lohkeaviin eksakteihin jonoihin liittyen esitetään tärkeä yhteys modulien suoraan summaan. Eksaktien jonojen ominaisuuksia havainnollistetaan esimerkein ja Lausein. Kolmannen luvun kaksi ensimmäistä lukua toimivat sellaisenaan itsenäisenä asiana. Kategorioita tarvitaan, jotta voidaan määritellä eksaktit funktorit, jotka ovat tärkeitä projektiivisiin, injektiivisiin ja laakeisiin moduleihin liittyen. Kategoria on mielenkiintoinen ja hyödyllinen tapa esittää matemaattisia luokkia ja niiden välisiä suhteita. Koska kategoria on hyvin abstrakti ja vaikeasti sisäistettävä asia, annetaan lukijalle paljon esimerkkejä havainnollistamaan asian sisältöä. Funktoreista esitetään tutkielmalle oleelliset homfunktorit ja tensorifunktorit. Osoitetaan, että hom-funktorit ovat vasemmalta eksakteja ja tensorifunktorit oikealta eksakteja. Myöskin erityistapauksia eksakteista funktoreista esitetään. Viimeisessä luvussa päästään itse tutkielman aiheeseen eli projektiivisiin, injektiivisiin ja laakeisiin moduleihin. Oleellista luvussa on projektiivisten ja injektiivisten modulien yhteys lohkeaviin eksakteihin jonoihin ja hom-funktoreihin. Laakeat modulit määritellään tensorifunktorin eksaktiuden avulla. Osoitetaan, että vapaat modulit ovat projektiivisia ja edelleen projektiiviset laakeita. Injektiiviset modulit ovat aina divisiibelejä ja tietyin ehdoin myös divisiibelit modulit ovat injektiivisiä. Tärkeimpiä tuloksia ovat Baerin kriteeri, upotuslause, projektiivinen kanta ja surjektiivisen homomorfismin olemassaolo projektiivisen modulin ja mielivaltaisen modulin välillä. Erilaisista moduleista annetaan konkreettisia esimerkkejä

Projektiiviset, injektiiviset ja laakeat modulit

Tässä tutkielmassa esitetään määritelmät projektiiviselle, injektiiviselle ja laakealle modulille. Alussa johdatetaan aiheeseen esittämällä tuloksia moduleista, tekijämoduleista, modulien suorista summista ja modulien tensorituloista. Suoriin summiin ja tensorituloihin keskitytään enemmän, koska ne ovat erityisen tärkeitä tutkielman aiheelle. Lisäksi esitetään Zornin lemma lyhyesti. Toisessa luvussa tutkitaan eksakteja jonoja; erityisesti lohkeavia eksakteja jonoja. Lohkeaviin eksakteihin jonoihin liittyen esitetään tärkeä yhteys modulien suoraan summaan. Eksaktien jonojen ominaisuuksia havainnollistetaan esimerkein ja Lausein. Kolmannen luvun kaksi ensimmäistä lukua toimivat sellaisenaan itsenäisenä asiana. Kategorioita tarvitaan, jotta voidaan määritellä eksaktit funktorit, jotka ovat tärkeitä projektiivisiin, injektiivisiin ja laakeisiin moduleihin liittyen. Kategoria on mielenkiintoinen ja hyödyllinen tapa esittää matemaattisia luokkia ja niiden välisiä suhteita. Koska kategoria on hyvin abstrakti ja vaikeasti sisäistettävä asia, annetaan lukijalle paljon esimerkkejä havainnollistamaan asian sisältöä. Funktoreista esitetään tutkielmalle oleelliset homfunktorit ja tensorifunktorit. Osoitetaan, että hom-funktorit ovat vasemmalta eksakteja ja tensorifunktorit oikealta eksakteja. Myöskin erityistapauksia eksakteista funktoreista esitetään. Viimeisessä luvussa päästään itse tutkielman aiheeseen eli projektiivisiin, injektiivisiin ja laakeisiin moduleihin. Oleellista luvussa on projektiivisten ja injektiivisten modulien yhteys lohkeaviin eksakteihin jonoihin ja hom-funktoreihin. Laakeat modulit määritellään tensorifunktorin eksaktiuden avulla. Osoitetaan, että vapaat modulit ovat projektiivisia ja edelleen projektiiviset laakeita. Injektiiviset modulit ovat aina divisiibelejä ja tietyin ehdoin myös divisiibelit modulit ovat injektiivisiä. Tärkeimpiä tuloksia ovat Baerin kriteeri, upotuslause, projektiivinen kanta ja surjektiivisen homomorfismin olemassaolo projektiivisen modulin ja mielivaltaisen modulin välillä. Erilaisista moduleista annetaan konkreettisia esimerkkejä

Towards seamless pedestrian navigation

The best methods for processing a positioning solution vary between the positioning technologies. The main methods are examined and the best are chosen and used in the final implementation. The path-loss modelling is the faster method when using BLE. It is slightly more advantageous, although slightly less accurate, when compared with the very laborious Fingerprinting alternative. For an UWB system, the accurate timing method is the better option over the signal strength measures. These sensor subsystems produce the positioning solutions that are of different quality. The fusion filter is then the motor, where the information fusion of these subsystems happens. For the fusion, multiple methods exist. Accuracy and computational efficiency are the driving factors in this process of continuous development of an ultimate seamless navigation system. A truly seamless navigation system uses the best available sensors and methods in the derivation of the most accurate positioning solution. This acquisition relies on the context inference process. The system adapts to all contexts throughout the navigation process. The developed novel seamless positioning system in this thesis was implemented successfully and was proven to operate correctly. The accuracy of the implemented system reaches a level below 4 metres (95%), outdoors. Indoors, the accuracy reaches a level below 2 metres. The availability, the deployment and the existing infrastructure are an issue to be tackled in the future. The thesis work was conducted as a part of the Marie Curie Initial Training Network project, named Multi-Pos. This project consisted of 15 researchers at different locations in Europe. Part of the thesis is a result of the cooperation between the project partners. Especially the parts of the work done on context detection and the literature review were completed with common effort

The Critical Incident Technique (CIT) in Studying Health Care Professional–Patient Communication

Our study aimed to describe and evaluate the applicability of the critical incident technique (CIT) in qualitatively identifying the health-related outcomes of professional–patient communication. We described and evaluated the applicability of the CIT by analyzing previous CIT studies in the field of multidisciplinary health research, as well as conducting a study in which the CIT was applied. We based our description and evaluation on the qualitative research model developed by Carter and Little (2007). Our evaluation showed that in addition to defining the critical requirements of professional–patient communication in relation to specific outcomes, the CIT could be applied in defining the significance of the multidimensional nature of professional–patient communication. However, the successful use of the CIT requires correct epistemological, methodological, and method-related choices regarding the CIT’s application in the research frame and the type of information sought

Towards seamless navigation

Seamless navigation using one single mobile device would ease navigation. This goal demands detection of context. That is the environment (outdoor, indoor, car, etc.) and behaviour (walk, run, climb, etc.) of the location and user. Each positioning technology (inertial, radio frequency, sound, etc.) has its inherent characteristics. If correctly designed, the navigation system uses multiple sensors and combines the best characteristics of the available sensors in an optimal way. Battery consumption and accuracy of the system meets the needs for all environments. The user would not be aware of how the device works so well all the time—a seamless navigation device. This chapter provides a review of the available sensors and methods that can be used to complement GNSS, in scenarios where GNSS is not enough for seamless navigation

Competing Discourses of Professional-patient Relationships in Type 2 Diabetes Management

acceptedVersionPeer reviewe