基於電磁波與磁場強度結合GPS之室內多樓層巡航系統

Multi-floor Indoor Tracking with Inertial Navigation System and Global Positioning System

吳承祐(Cheng-You Wu)

指導教授 ： 魯大德

健行科技大學/電資學院/資訊工程系碩士班/碩士(2016年)

摘要

現今定位分為室外與室內，室外定位以GPS定位技術為主，而室內定位卻少以GPS為定位技術使用工具，主要原因是因為GPS容易受到遮蔽物或是高樓附近的干擾影響，使之定位結果的誤差大。目前已知的室內定位技術大多以ZigBee、Bluetooth、WiFi或RFID等感測器作為定位的輔助工具，但感測器卻要事先佈署於建築物或是室內空間裡，若佈署的感測器越少，便會使得定位困難，感測器的佈署雖能提升定位的準確度，但其缺點就是花費成本會過高且需要供電，若尚未完工的建築物或是本身不允許佈置感測器的建築物中如古蹟或是文化遺產等，就需要其他輔助工具達到室內定位的目的。
因此，我們提出基於電磁波與磁場強度結合GPS之室內多樓層巡航系統。做法是在入口的周圍先取得經緯度及海拔高度當成起始的位置，當進入建築物後，利用陀螺儀與磁力感測器記錄行進路線，。且此系統之優點為一、不需要事先繪製建築物平面圖；二、不需要額外的成本，如事先在場地佈署任何感測器或設備；三、利用行動裝置上的陀螺儀跟磁力感測器便能進行誤差修正及室內巡航；四、本系統含有海拔資訊，所以能藉由海拔去判斷建築物樓層；五、在不同樓層環境，本系統擁有良好的穩定性，不容易受到高低樓層的影響，使得室內巡航會有不同的精準度。

關鍵字

室內定位 ； GPS ； 地磁 ； 慣性導航系統

並列摘要

Currently, most of indoor positioning technologies require to deploy sensors for indoor positioning. However, most of monuments can’t permit to deploy sensors.
In this thesis, we developed a geomagnetic integrate with inertial navigation and GPS system to achieve indoor tracking mechanism.
The advantages of using our proposed system include: (1) not need to draw a building plan (2) not need to deploy any sensor or device (3) use of the gyroscope with magnetic sensors on mobile devices will be able to correct routing path and achieve interior cruise (4) the system includes elevation information can be to judge different floors of a building.

並列關鍵字

Indoor positioning ； Global Positioning System (GPS) ； Geomagnetic ； Inertial Navigation System(INS)

參考文獻

參考文獻

(1) 邱志傑，「RSSI波型重排差異比對法之智慧藍牙室內定位研究」，健行科技大學，碩士論文，民國103年

(2) AzkarioRizky Pratama, et al., “Smartphone-based Pedestrian Dead Reckoning as an Indoor Positioning System”, 2012 International Conference on System Engineering and Technology (ICSET), pp. 1-6, 2012.

(3) Binghao Li, et al., “How feasible is the use of magnetic field alone for indoor positioning?”, 2012 International Conference on Indoor Positioning and Indoor Navigation(IPIN), pp. 1-9, 2012.

(4) Chengkai Huang, et al., “Smartphone-based Indoor Position and Orientation Tracking Fusing Inertial and Magnetic Sensing”, 2014 International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications (WPMC), pp. 215-220, 2014