Programa Doutoral em Telecomunicações MAP-tele das Universidades do Minho, Aveiro e PortoA Indústria 4.0 está a impulsionar a mudança para novas formas de produção e otimização em tempo real
nos espaços industriais que beneficiam das capacidades da Internet of Things (IoT) nomeadamente,
a localização de veículos para monitorização e optimização de processos. Normalmente os espaços industriais
possuem uma infraestrutura Wi-Fi que pode ser usada para localizar pessoas, bens ou veículos,
sendo uma oportunidade para aumentar a produtividade. Os mapas de rádio são importantes para os
sistemas de posicionamento baseados em Wi-Fi, porque representam o ambiente de rádio e são usados
para estimar uma posição. Os mapas de rádio são constituídos por amostras Wi-Fi recolhidas em posições
conhecidas e degradam-se ao longo do tempo devido a vários fatores, por exemplo, efeitos de propagação,
adição/remoção de APs, entre outros. O processo de construção do mapa de rádio costuma ser exigente
em termos de tempo e recursos humanos, constituindo um desafio considerável. Os veículos, que operam
em ambientes industriais podem ser explorados para auxiliar na construção de mapas de rádio, desde que
seja possível localizá-los e rastreá-los. O objetivo principal desta tese é desenvolver um sistema de posicionamento
para veículos industriais com mapas de rádio auto-regenerativos (capaz de manter os mapas
de rádio atualizados). Os veículos são localizados através da fusão sensorial de Wi-Fi com sensores de
movimento, que permitem anotar novas amostras Wi-Fi para o mapa de rádio auto-regenerativo. São propostas
duas abordagens de fusão sensorial, baseadas em Loose Coupling e Tight Coupling, para a
localização dos veículos. A abordagem Tight Coupling inclui uma métrica de confiança para determinar
quando é que as amostras de Wi-Fi devem ser anotadas. Deste modo, esta solução não requer calibração
nem esforço humano para a construção e manutenção do mapa de rádio. Os resultados obtidos em experiências
sugerem que esta solução tem potencial para a IoT e a Indústria 4.0, especialmente em serviços
de localização, mas também na monitorização, suporte à navegação autónoma, e interconectividade.Industry 4.0 is driving change for new forms of production and real-time optimization in factories, which
benefit from the Industrial Internet of Things (IoT) capabilities to locate industrial vehicles for monitoring,
improving safety, and operations. Most industrial environments have a Wi-Fi infrastructure that can be
exploited to locate people, assets, or vehicles, providing an opportunity for enhancing productivity and
interconnectivity. Radio maps are important for Wi-Fi-based Indoor Position Systems (IPSs) since they
represent the radio environment and are used to estimate a position. Radio maps comprise a set of Wi-
Fi samples collected at known positions, and degrade over time due to several aspects, e.g., propagation
effects, addition/removal of Access Points (APs), among others, hence they should be periodically updated
to maintain the IPS performance. The process to build and maintain radio maps is usually time-consuming
and demanding in terms of human resources, thus being challenging to perform. Vehicles, commonly
present in industrial environments, can be explored to help build and maintain radio maps, as long as it
is possible to locate and track them. The main objective of this thesis is to develop an IPS for industrial
vehicles with self-healing radio maps (capable of keeping radio maps up to date). Vehicles are tracked
using sensor fusion of Wi-Fi with motion sensors, which allows to annotate new Wi-Fi samples to build the
self-healing radio maps. Two sensor fusion approaches based on Loose Coupling and Tight Coupling are
proposed to track vehicles. The Tight Coupling approach includes a reliability metric to determine when
Wi-Fi samples should be annotated. As a result, this solution does not depend on any calibration or human
effort to build and maintain the radio map. Results obtained in real-world experiments suggest that this
solution has potential for IoT and Industry 4.0, especially in location services, but also in monitoring and
analytics, supporting autonomous navigation, and interconnectivity between devices.MAP-Tele Doctoral Programme scientific committee and the FCT (Fundação para a Ciência e Tecnologia) for the PhD grant (PD/BD/137401/2018
