ES2326774B1 - Metodo de localizacion de vehiculos basado en infraestructuras wifi. - Google Patents
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Abstract
Método de localización de vehículos basado en
infraestructuras WiFi, con una pluralidad de puntos de acceso
físicamente ubicados en el entorno donde se efectúa la
localización, y en el que el vehículo a localizar va equipado con
un dispositivo WiFi de localización, comprendiendo: escuchar (10),
por parte del dispositivo WiFi, los diferentes canales radio de los
puntos de acceso (1); obtener y almacenar (11), para cada escucha,
valores RSSI de la intensidad de la señal de radio para cada punto
de acceso (1) disponible; filtrar (14) los valores RSSI
almacenados, obteniendo un único valor RSSI filtrado,
RSSI_{FILT}, para cada punto de acceso (1); generar (15) un
mensaje de localización con información del dispositivo WiFi y el
valor RSSI_{FILT} para cada punto de acceso; enviar (17) el
mensaje de localización a un servidor de localización; obtener el
servidor de localización las coordenadas de posicionamiento físico
del vehículo (3), a partir de la información incluida en el mensaje
de localización.
Description
Método de localización de vehículos basado en
infraestructuras WiFi.
La presente invención se engloba en el sector de
las TIC aplicadas al tráfico y transporte. Se trata concretamente
de un procedimiento para mejorar el resultado actual de los
sistemas de posicionamiento basados en infraestructuras
inalámbricas, y más concretamente para conseguir precisiones de
hasta 0,5 metros en sistemas de posicionamiento que utilizan
infraestructuras de tipo WiFi (basados en medidas de RSSI,
"Received Signal Strength Indication", Indicador de la
Intensidad de la Señal de Radio) para localizar dispositivos con el
mismo radio (WiFi) en un entorno concreto y en movimiento. Se
trata, pues, de un método específico que mejora los sistemas
actuales de posicionamiento WiFi mediante nuevos algoritmos
relacionados con el escaneo del medio y con el procesamiento de los
RSSI, todo ello aplicado a vehículos en movilidad.
La presente invención se puede emplear, por
ejemplo, para la localización de autobuses en un intercambiador de
transportes, una cochera o una estación de autobuses, que son
lugares donde la tecnología GPS no funciona correctamente (suelen
ser interiores). Dichos autobuses se equiparían con un dispositivo
de localización que operaría según el método objeto de la
invención.
Existen numerosos documentos de patente en el
estado del arte relacionados con la presente invención. El
documento WO02054813-A1 divulga un método para
estimar la localización de un receptor en una comunicación
inalámbrica, el documento WO03102621-A1 describe un
método y un módulo para estimar la localización de un dispositivo
objetivo. El documento WO2004008796-A1 está también
relacionado con la presente invención.
Pero el método objeto de la presente invención
se diferencia de los arriba comentados en que consigue una clara
mejora en la precisión de cualquier escenario y, sobre todo, en los
dispositivos en movimiento y a velocidades de transporte público
(hasta 60 km/h). De hecho, los métodos actuales de localización por
infraestructuras WiFi no están diseñados para ser utilizados en
vehículos, y mucho menos en movilidad. Ello hace que la precisión
real que se obtiene con estos sistemas sea, en el mejor de los
casos, entre 3 y 10 m, y disminuyendo dicha precisión con la
velocidad (a más velocidad, más error y menos precisión), de manera
que a velocidades urbanas (por debajo de 60 km/h) el resultado de
aplicar sistemas de localización por WiFi es poco fiable y, en
consecuencia, inútil.
Cualquier sistema RTLS ("Real Time Location
System", Sistema de Localización en Tiempo Real) de mercado
(basado en RSSI o en TDOA, "Time Difference Of Arrival",
diferencia temporal en la recepción de datos) utiliza un
procedimiento como el siguiente (el procedimiento se aplica a los
basados en RSSI): se genera un algoritmo que recoge una tabla con
los valores de los RSSI de los puntos de acceso WiFi en cada lugar
(medida desde un dispositivo cliente a localizar), y dichos valores
se envían a un servidor de localización, donde se transforman los
RSSI medidos en cada lugar en coordenadas geográficas concretas.
Existen sistemas que en vez de recopilar valores de RSSI almacenan
información de los tiempos de respuesta desde los puntos de acceso
(los basados en TDOA) o información de los ángulos en los que llega
la señal al equipo cliente (AOA), pero la metodología empleada es
similar a la descrita; los tiempos o ángulos necesarios que recogen
los valores que más tarde procesarán la información de localización
no son fiables con el factor movimiento, y dicho error se acentúa
progresivamente con la velocidad.
Como resumen general, las claves por la que
estos sistemas no funcionan con la precisión deseada son dos:
La primera es que el entorno radioeléctrico
genera unos problemas directos que afectan a la calidad del radio,
y de difícil solución.
La segunda es que los sistemas actuales no
permiten controlar los tiempos que a nivel interno cada subsistema
necesita para ejecutar sus algoritmos correspondientes: el tiempo
necesario para que se llene la tabla de los RSSI de los puntos de
acceso WiFi, y el tiempo de refresco de la localización. De
cualquier forma y aunque existe tecnología que permite parametrizar
este último tiempo, nunca se consiguen tiempos de refresco
inferiores a 5 segundos (utilizando únicamente una infraestructura
WiFi estándar; hay tecnologías que sí consiguen reducir ese tiempo a
1 seg, pero utilizan múltiples infraestructuras inalámbricas para
realizar las funciones de localización, siendo al menos una de
ellas infraestructura propietaria) por una razón: porque los
métodos empleados necesitan un tiempo para escuchar en todos los
canales WiFi y llenar la tabla de los RSSI igual o superior a 5
segundos, y muchas veces cercanos a los 10 segundos. Por lo tanto,
hasta que no se llene la tabla con RSSI, se filtre, procese y
codifique no se puede enviar la información al servidor de
localización; y con una frecuencia de refresco tan baja el factor
movimiento influye de manera decisiva, ya que en 5 ó 10 segundos un
vehículo puede variar considerablemente su posición. En
consecuencia, los datos que marcan de localización no son reales.
Los sistemas actuales de localización por WiFi y basados en RSSI
utilizan métodos de lanzamiento de tramas de datos a la dirección de
broadcast para llenar la tabla de los RSSI de los puntos de acceso;
estos métodos son lentos y, si el dispositivo a localizar se mueve
(como un vehículo), no son fiables.
El método de la presente invención introduce
variables que permiten eliminar ruido radioeléctrico y, en
consecuencia, aumenta la calidad de dicha precisión hasta 0,5
metros, a velocidades de hasta 60 km/h, disminuyendo y controlando
el tiempo de refresco de la posición del dispositivo de
localización y el tiempo de llenado de la tabla de RSSI anteriores
hasta valores de 1 seg.
Dados los dos principales problemas
anteriormente descritos, las principales características que la
invención propone van en dos direcciones: introducir un
pre-motor que contenga toda la lógica de negocio e
introducir un sistema que permita controlar 2 tiempos: el tiempo de
refresco de localización (que filtra y envía los datos de
localización al sistema central) y el tiempo de llenado de la tabla
de los RSSI de los puntos de acceso WiFi. El
pre-motor actúa como una "caja negra" que se
pone entre el motor de posicionamiento y la infraestructura WiFi, y
que alberga la lógica de negocio asociada a esa instalación. Si no
se utilizara un pre-motor se tendría que configurar
los n dispositivos de una instalación (asociados a una
infraestructura) uno a uno, parametrizando la lógica de negocio y
la lógica de radio unitariamente, y ordenándole que se comporte de
cierta manera en función del entorno. Con el
pre-motor se tiene una capa de lógica de negocio
por cada infraestructura WiFi, ya que todos los dispositivos se
comportan igual dentro de una misma infraestructura. Por lo tanto,
la idea de introducir el pre-motor es que el
dispositivo de localización termine siendo un mero transmisor de
información con la lógica de radio embebida, pero que la lógica de
negocio se controle desde el pre-motor. El
pre-motor es por tanto un dispositivo que
simplifica la tarea de configuración.
De esta forma se consigue que los tiempos de
llenado de la tabla citada sean ínfimos y que, por lo tanto, el
envío de la posición del dispositivo a localizar al servidor de
localización sea muy rápido, no afectando de esta forma la velocidad
del vehículo a la precisión en la localización.
En el método se tiene en cuenta la velocidad de
los vehículos a localizar y la tasa de actualización de envío de
valores RSSI hacia el servidor, siendo este último valor
parametrizable. Este parámetro se puede cambiar para optimizar
ciertos entornos (el parámetro se configurará dependiendo de la
disposición física del entorno, la velocidad de los vehículos a
localizar, etc.). Por otra parte el método realiza mediciones de
los RSSI, y hace un cálculo estimativo teniendo en cuenta el posible
movimiento del vehículo a localizar, descartando aquellos valores
que debido al ruido, a las interferencias o a otras circunstancias
pueden hacer equivocar al sistema.
La invención se refiere a un método de
localización de vehículos basado en infraestructuras WiFi de
acuerdo con la reivindicación 1. Realizaciones preferidas del
sistema y del método se definen en las reivindicaciones
dependientes.
\vskip1.000000\baselineskip
Existen en la infraestructura WiFi una
pluralidad de puntos de acceso físicamente ubicados en el entorno
donde se efectúa la localización. El vehículo a localizar va
equipado con un dispositivo WiFi de localización. El método
comprende:
- escuchar, por parte del dispositivo WiFi de
localización, los diferentes canales radio de los puntos de
acceso;
- obtener y almacenar, para cada escucha,
valores RSSI de la intensidad de la señal de radio para cada punto
de acceso disponible;
- filtrar los valores RSSI almacenados,
obteniendo un único valor RSSI filtrado, RSSI_{FILT}, para cada
punto de acceso;
- generar un mensaje de localización con
información del dispositivo WiFi y el valor RSSI_{FILT} para cada
punto de acceso;
- enviar el mensaje de localización a un
servidor de localización;
- obtener el servidor de localización las
coordenadas de posicionamiento físico del vehículo, a partir de la
información incluida en el mensaje de localización.
En la etapa de escucha de los diferentes canales
radio de los puntos de acceso, se escucha preferiblemente las
"tramas beacon" de los puntos de acceso.
El mensaje que contiene la información de
localización es preferiblemente un paquete UDP.
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La información del dispositivo de localización
incluye preferentemente:
- dirección MAC,
- tipo de equipo,
- nivel de batería y situación de la misma,
- canales escaneados.
El almacenamiento de los valores RSSI en el
dispositivo WiFi se puede efectuar en una tabla. El tiempo de
llenado de dicha tabla es configurable hasta valores mínimos
inferiores a un segundo. Por otro lado, el tiempo de refresco de la
posición del dispositivo WiFi de localización puede ser configurado
hasta valores mínimos de un segundo. El tiempo de llenado de la
tabla de los RSSI y el tiempo de refresco de la posición del
dispositivo WiFi de localización se pueden configurar en función de
la velocidad estimada del vehículo.
Se puede introducir la ganancia de la antena
WiFi como función programable en el dispositivo WiFi a localizar.
También se introduce preferiblemente un pre-motor
entre el dispositivo WiFi a localizar y el motor de posicionamiento,
albergando reglas lógicas de negocio para eliminar interferencias
del espectro radioeléctrico. En este caso se introduce como función
programable el "Punto de Acceso falso" para fijar las
coordenadas físicas (x,y) del dispositivo de localización a lugares
deseados. En la etapa de escucha de los diferentes canales radio de
los puntos de acceso, el dispositivo WiFi de localización puede
seleccionar los puntos de acceso de los que se quieren recibir
valores de RSSI. Dicha selección de los puntos de acceso se puede
realizar a través de un "Secuenciador" o
"BitStream".
"BitStream".
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A continuación se pasa a describir de manera muy
breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la
invención y que se relacionan expresamente con una realización de
dicha invención que se presenta como un ejemplo no limitativo de
ésta.
La Figura 1 muestra un esquema general del
entorno al que se aplica el método de localización objeto de la
presente invención.
La Figura 2 muestra un diagrama de flujo del
proceso "HIJO".
La Figura 3 muestra un diagrama de flujo del
proceso "PADRE".
La Figura 4 muestra, de forma concurrente, un
diagrama de flujo de los procesos "HIJO" y "PADRE".
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La presente invención consiste en un método de
localización de vehículos basado en infraestructuras WiFi, con una
pluralidad de puntos de acceso 1 físicamente ubicados en el entorno
2 donde se efectúa la localización, y en el que el vehículo 3 a
localizar va equipado con un dispositivo WiFi 4 de localización. En
la Figura 1 se muestra un esquema general del entorno al que se
aplica el método de localización. La localización del vehículo se
efectúa en un servidor de localización 5.
Para recoger los valores de RSSI de los puntos
de acceso WiFi (necesarios para efectuar la localización) el método
objeto de la invención escucha los diferentes canales capturando
tramas "beacon" de los puntos de acceso 1 (los puntos de acceso
1 emiten múltiples tramas: tramas "beacon", tramas de datos,
tramas "management"; se emplean las tramas "beacon"
porque son las más sencillas de las que extraer los valores RSSI,
que es lo que importa). Cada punto de acceso de cada infraestructura
puede emitir en el mismo o distintos canales, sin reglas
establecidas, pues depende de cada entorno radioeléctrico,
fabricante, configuración, etc.
La invención contempla dos procesos
concurrentes, un proceso "HIJO" y un proceso "PADRE". El
proceso
"HIJO", representado en la Figura 2, consiste en generar 11 una tabla 12 dinámica con los valores de los RSSI de los puntos de acceso 1, y mantener esa tabla 12 hasta que se llene de valores, momento en el cual se borra 13 y comienza de nuevo. El parámetro más importante de este proceso es el tiempo necesario para que se llene la tabla de los RSSI, y dependerá y se podrá configurar en función de la velocidad media del vehículo. Los métodos actuales utilizados para llenar la tabla 12 de los RSSI se basan en lanzar tramas de datos a la dirección de broadcast, donde todos los puntos de acceso 1 que están en una ventana de tiempo escuchan, y sólo si les llega la trama en la misma ventana de tiempo estos puntos de acceso 1 responden; el inconveniente es que estos métodos no aseguran que responderán todos los puntos de acceso 1 (sólo los que escuchen en la misma ventana de tiempo), por lo que hay que lanzar muchas tramas de datos a la dirección de broadcast para poder llenar la tabla de los RSSI y, consecuentemente, este proceso conlleva bastante tiempo (unos 10 segundos). Este hecho, unido al factor movimiento, hace que un llenado tan lento de la tabla 12 almacene unos valores de RSSI que en el momento de enviarlos 17 al servidor de localización 5 ya no sirvan, dado que se corresponden con posiciones muy atrasadas si el dispositivo WiFi 4 está embarcado en un vehículo 3 en movimiento. En consecuencia, los métodos de localización basados en esta forma de llenado de tablas no dan buenos resultados con la velocidad.
"HIJO", representado en la Figura 2, consiste en generar 11 una tabla 12 dinámica con los valores de los RSSI de los puntos de acceso 1, y mantener esa tabla 12 hasta que se llene de valores, momento en el cual se borra 13 y comienza de nuevo. El parámetro más importante de este proceso es el tiempo necesario para que se llene la tabla de los RSSI, y dependerá y se podrá configurar en función de la velocidad media del vehículo. Los métodos actuales utilizados para llenar la tabla 12 de los RSSI se basan en lanzar tramas de datos a la dirección de broadcast, donde todos los puntos de acceso 1 que están en una ventana de tiempo escuchan, y sólo si les llega la trama en la misma ventana de tiempo estos puntos de acceso 1 responden; el inconveniente es que estos métodos no aseguran que responderán todos los puntos de acceso 1 (sólo los que escuchen en la misma ventana de tiempo), por lo que hay que lanzar muchas tramas de datos a la dirección de broadcast para poder llenar la tabla de los RSSI y, consecuentemente, este proceso conlleva bastante tiempo (unos 10 segundos). Este hecho, unido al factor movimiento, hace que un llenado tan lento de la tabla 12 almacene unos valores de RSSI que en el momento de enviarlos 17 al servidor de localización 5 ya no sirvan, dado que se corresponden con posiciones muy atrasadas si el dispositivo WiFi 4 está embarcado en un vehículo 3 en movimiento. En consecuencia, los métodos de localización basados en esta forma de llenado de tablas no dan buenos resultados con la velocidad.
Sin embargo, el presente método ejecuta órdenes
que permiten un llenado de la tabla 12 de RSSI tanto rápido
(pudiendo sincronizar información ágilmente) como fiable
(descartando valores incorrectos), al tiempo que permite un refresco
en cuanto al envío de datos de localización al servidor de
localización 5 muy elevado y apto para vehículos 3 en
movimiento.
La presente invención utiliza un método de
escucha de canales para llenar la tabla 12 de los RSSI: el
dispositivo cliente va escuchando 10 y analizando los canales de
radio disponibles y no solapados en 2,4 GHz (el canal 1, 6 y 11, ya
que en 2,4 GHz hay once canales, pero sólo tres sin solapar - que
son los que utilizarán los puntos de acceso WiFi para "radiar"
los servicios -, por lo que si sólo se analizan los canales que
interesan el proceso será más rápido, y se tardará menos tiempo en
llenar la tabla 12 de los RSSI), y va almacenando 11 en forma de
tabla 12 todos los RSSI que encuentra, uno por cada punto de
acceso. Para ello se escuchan las denominadas tramas "beacon"
(balizas que envían los puntos de acceso para saber que están
operativos), y se extrae de dicha trama el RSSI. Se emplean tramas
beacon porque son muy sencillas de obtener y rápidas para extraer
la información que interesa. El tiempo que se emplea en escuchar 10
todos los canales es inferior a 500 mseg. (frente a los diez
segundos de los métodos de mercado). Podemos considerar como
satisfactorios un total de veinte valores de RSSI por punto de
acceso 1 (veinte valores es un número muy fiable para que el filtro
de Kalman, utilizado en una posterior fase de filtrado, funcione
correctamente, ya que aprende y extrae conclusiones de un número
elevado de valores). Debido a que se reciben tramas beacon cada diez
milisegundos, se consigue llenar la tabla 12 de los RSSI (es decir,
se consigue obtener un número igual o superior a veinte valores de
RSSI fiables por punto de acceso) en un tiempo aproximado de dos
segundos. Se tarda 500 mseg en escuchar los tres canales no
solapados, con un procedimiento como el siguiente: se pone la
tarjeta WiFi en el canal 1, en escucha; se eliminan escuchas
erróneas; se registran valores de RSSI; se cambia al siguiente
canal, canal 6; se escucha y se repiten los mismos pasos
sucesivamente. Aunque las tramas beacon se envían cada diez
milisegundos el tiempo total de escucha y obtención de RSSI se
aproxima a los 500 milisegundos precisamente por las múltiples
tareas de registrar, escuchar y eliminar valores incorrectos. Al
mismo tiempo se hacen tres barridos de escuchas de tramas beacon,
por la razón de asegurar la obtención de buenos valores de RSSI
independientemente de la configuración de la infraestructura WiFi.
Aunque con algunas infraestructuras y configuraciones con una
pasada (es decir, aprox. 500 mseg) sería suficiente, realizando el
proceso tres veces se asegura que el método funcionará con cualquier
infraestructura de mercado, independientemente de la configuración,
instalación y ubicación de los puntos de acceso. Por ello, el
tiempo total de escucha y obtención de RSSI es de 500 mseg * 3 =
1,5 segundos lo que, unido a un breve tiempo de filtrado (500 mseg
del filtro de Kalman), hacen un total máximo de dos segundos. El
tiempo de llenado de la tabla (refiriéndose siempre al número de
mediciones de RSSI por punto de acceso (es decir, a las columnas de
la tabla), no al número de puntos de acceso (filas de la tabla))
también dependerá de la velocidad del vehículo. Pero por
experiencia a las velocidades marcadas (inferior a 60 km/h) un
vehículo consigue estar conectado al menos tres segundos a un punto
de acceso, por lo que la tabla 12 se llenaría satisfactoriamente en
ese tiempo (ya que tres segundos es superior a los dos segundos
necesarios).
De cualquier manera el tiempo de llenado de la
tabla 12 de RSSI es parametrizable en función de la velocidad del
vehículo; a mayor velocidad menor deberá ser dicho tiempo, ya que
el dispositivo WiFi 4 de localización tendrá que conectar con el
servidor de localización 5 en un plazo menor de tiempo para que los
valores almacenados de RSSI sean fiables en el momento de ser
volcados al servidor de localización 5. Cuando se consideran como
buenos un número determinado "x" de valores de RSSI ("x"
columnas llenas de la tabla) se ordena que siga el proceso, por lo
que dicho llenado se producirá en mayor o menor tiempo en función
del recorrido y la velocidad media del
vehículo.
vehículo.
A la vez se tiene en cuenta el tiempo de llenado
de la tabla 12 de los RSSI como una función programable en el
sistema (configurable en función de la velocidad del vehículo), no
como una variable fija, posibilitando de esta forma y si es
necesario un llenado de la tabla muy rápido. De forma paralela el
método emplea un filtro de Kalman (que utiliza una heurística de
aprendizaje observando tendencias y tomando decisiones en
consecuencia) sobre los valores de los RSSI recogidos anteriormente,
pudiendo de nuevo ajustar el tiempo (o frecuencia) de envío de la
información de localización al servidor correspondiente; es decir,
el tiempo de refresco del dispositivo de localización vuelve a ser
una variable programable del sistema. Los dos procesos interactúan
para comunicar con el servidor de localización, y sólo cuando se
envía la información a procesar se inicia de nuevo el proceso de
llenar la tabla de los
RSSI.
RSSI.
El proceso "PADRE", tal como se muestra en
la Figura 3, consiste en aplicar técnicas de filtrado 14 de datos a
la tabla 12 anterior (para descartar valores incorrectos) y en
transmitir 17 los datos depurados de la posición del dispositivo
hardware al sistema de localización 5 mediante el proceso de
"refresco". El parámetro más importante de este proceso es el
tiempo de refresco de la posición del dispositivo WiFi 4 de
localización, que dependerá y se podrá configurar en función de la
velocidad media del vehículo 3; cuanta mayor sea la velocidad media
a la que circule el vehículo 3 menor deberá ser el tiempo de
refresco si pretendemos que los resultados de localización sean
fiables. Para el filtrado y depuración de datos se emplea un filtro
de Kalman sobre las columnas de la tabla de los RSSI (cada fila i
de la tabla 12 almacena una serie de n valores (RSSI_{1},
RSSI_{2}, RSSI_{3}..., RSSI_{n}) correspondiente al punto de
acceso i) descartando valores incorrectos de RSSI hasta que el
filtro, finalmente, depura todos los valores de la tabla a un sólo
RSSI por punto de acceso (el más fiable). Una vez filtrada la tabla
se ejecutan las órdenes para la formación 15 de un paquete UDP que
implemente el protocolo del fabricante del sistema de localización.
El paquete se envía preferiblemente en UDP porque es la forma más
rápida de enviarlo, y el tiempo es un aspecto crítico en esta
metodología.
\vskip1.000000\baselineskip
El datagrama que se envía consta de:
- -
- Información de cabecera, que porta información general del paquete.
- -
- Información del dispositivo de localización:
- -
- Dirección MAC,
- -
- Tipo de equipo,
- -
- Nivel de batería y situación de la misma,
- -
- Canales escaneados.
- -
- Información del RSSI. El datagrama tendrá tantos grupos de valores de RSSI como puntos de acceso haya escaneado;
- -
- Dirección MAC.
- -
- Medida de RSSI, en dBm.
- -
- Canal donde se midió el RSSI.
El datagrama que se envía debe contener
exactamente todos los parámetros anteriores para que el motor de
posicionamiento contra el que interactuará lo entienda
correctamente.
El siguiente paso consiste en detener 16 el
proceso "HIJO" para poder establecer la comunicación con el
servidor de localización 5, ya que dicho proceso "HIJO" está
continuamente "escuchando" 10 los puntos de acceso y no permite
establecer comunicación alguna. Una vez detenido el proceso
"HIJO" se establece comunicación con el servidor y se envía 17
la información de posicionamiento (dentro del datagrama) al
servidor de localización 5, donde se traduce a coordenadas (x,y).
Dicha información se encuentra dentro del paquete UDP. Una vez
enviado el paquete UDP que determinará la posición del dispositivo,
se vuelve a poner en marcha 18 el proceso "HIJO".
La Figura 4 muestra, de forma concurrente, un
diagrama de flujo de los dos procesos, "HIJO" y
"PADRE".
Cabe destacar, por último, que el tiempo de
llenado de la tabla de los RSSI y el tiempo de refresco de la
posición del dispositivo de localización están estrechamente
relacionados, ya que se puede configurar el primero para hacer menos
pasadas sobre el llenado de la tabla (puede haber infraestructuras
WiFi que con recoger tan sólo una vez las tramas beacon la tabla se
quede correctamente llenada, sin valores incorrectos), de forma que
el filtro de Kalman se aplica sobre menos valores y, en
consecuencia, es más rápido. Por lo tanto, se puede concluir que en
función de la infraestructura WiFi el tiempo final (que es, en la
práctica, el tiempo de refresco de la posición del dispositivo de
localización) puede variar entre un segundo (un llenado de la tabla
-500 mseg- con un filtro de Kalman muy rápido -menos de 500 mseg-) y
dos segundos (tres llenados de la tabla -aprox. 1,5 seg- con un
filtro de Kalman -aprox. 500 mseg-).
Se utilizará un pre-motor por
cada infraestructura WiFi desplegada, conteniendo las reglas
lógicas de radio aplicadas a ese lugar concreto. El hecho de
introducir como innovación un pre-motor entre el
dispositivo a localizar y el motor de posicionamiento permite
aplicar reglas lógicas de negocio al sistema, parametrizables en
función del estado del espectro radioeléctrico en cada caso
concreto, y eliminando así ruido que pudiese interferir en la
calidad de la precisión conseguida. El pre-motor
introduce dos nuevos parámetros configurables en cada
instalación:
- -
- Introducción de "Puntos de Acceso falsos" ("APs falsos" o "Fakes AP") en el sistema, pudiendo fijar de esta forma las coordenadas físicas (x,y) del dispositivo de localización a lugares deseados: al llegar a cierto umbral de nivel de señal de radio deseado, se introduce el Fake AP para fijar la posición deseada del dispositivo de localización y que esta no varíe ni por el ruido radioeléctrico ni por cualquier otra razón, de forma que el cálculo de su posición sea exacto.
- -
- Introducción de "Secuenciadores" o "Bitstreams" en el sistema: de esta forma se consigue decir al dispositivo WiFi de vehículos que no reciba valores de RSSI de todos los puntos de acceso WiFi, sino sólo de los que interesen en ese lugar. De esta forma eliminamos los Puntos de Acceso que puedan provocar nuevamente ruido en el sistema.
Por otra parte y antes de comenzar el desglose
analítico de los procesos acaecidos en el dispositivo WiFi del
vehículo, como otra innovación se introduce en este dispositivo
otra función programable en el sistema: la ganancia del dispositivo.
Este parámetro tiene tremenda importancia en vehículos, ya que en
función de la altura a la que se instale la antena WiFi se consigue
eliminar nuevamente ruido y mejorar notablemente la precisión.
Claims (12)
1. Método de localización de vehículos basado en
infraestructuras WiFi, con una pluralidad de puntos de acceso (1)
físicamente ubicados en el entorno (2) donde se efectúa la
localización, y en el que el vehículo (3) a localizar va equipado
con un dispositivo WiFi (4) de localización, caracterizado
porque comprende:
- escuchar (10), por parte del dispositivo WiFi
(4) de localización, los diferentes canales radio de los puntos de
acceso (1);
- obtener y almacenar (11), para cada escucha,
valores RSSI de la intensidad de la señal de radio para cada punto
de acceso (1) disponible;
- filtrar (14) los valores RSSI almacenados,
obteniendo un único valor RSSI filtrado, RSSI_{FILT}, para cada
punto de acceso (1);
- generar (15) un mensaje de localización con
información del dispositivo WiFi (4) y el valor RSSI_{FILT} para
cada punto de acceso;
- enviar (17) el mensaje de localización a un
servidor de localización (5);
- obtener el servidor de localización (5) las
coordenadas de posicionamiento físico del vehículo (3), a partir de
la información incluida en el mensaje de localización.
2. Método de localización de vehículos según
reivindicación 1, caracterizado porque en la etapa de
escucha de los diferentes canales radio de los puntos de acceso, se
escucha las "tramas beacon" de los puntos de acceso.
3. Método de localización de vehículos según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque el mensaje que contiene la información de localización es un
paquete UDP.
4. Método de localización de vehículos según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque la información del dispositivo de localización incluye:
- dirección MAC,
- tipo de equipo,
- nivel de batería y situación de la misma,
- canales escaneados.
5. Método de localización de vehículos según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque el almacenamiento de los valores RSSI en el dispositivo WiFi
(4) se efectúa en una tabla (2), y porque el tiempo de llenado de
dicha tabla es configurable hasta valores mínimos inferiores a 1
segundo.
6. Método de localización de vehículos según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque el tiempo de refresco de la posición del dispositivo WiFi
(4) de localización es configurable hasta valores mínimos de 1
segundo.
7. Método de localización de vehículos según las
reivindicaciones 5 y 6, caracterizado porque el tiempo de
llenado de la tabla de los RSSI y el tiempo de refresco de la
posición del dispositivo WiFi de localización se configuran en
función de la velocidad estimada del vehículo.
8. Método de localización de vehículos según las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se
introduce como función programable en el dispositivo WiFi (4) a
localizar la ganancia de la antena WiFi.
9. Método de localización de vehículos según las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se
introduce un pre-motor entre el dispositivo WiFi a
localizar y el motor de posicionamiento, albergando reglas lógicas
de negocio para eliminar interferencias del espectro
radioeléctrico.
10. Método de localización de vehículos según la
reivindicación 9, caracterizado porque se introduce como
función programable el "Punto de Acceso falso" para fijar las
coordenadas físicas (x,y) del dispositivo de localización a lugares
deseados.
11. Método de localización de vehículos según la
reivindicación 9, caracterizado porque en la etapa de
escuchar (10) los diferentes canales radio de los puntos de acceso
(1), el dispositivo WiFi (4) de localización selecciona los puntos
de acceso (1) de los que se quieren recibir valores de RSSI.
12. Método de localización de vehículos según la
reivindicación 11, caracterizado porque dicha selección de
los puntos de acceso (1) de los que se quieren recibir valores de
RSSI se realiza a través de un "Secuenciador" o
"BitStream".
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200800808A ES2326774B1 (es) | 2008-03-19 | 2008-03-19 | Metodo de localizacion de vehiculos basado en infraestructuras wifi. |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200800808A ES2326774B1 (es) | 2008-03-19 | 2008-03-19 | Metodo de localizacion de vehiculos basado en infraestructuras wifi. |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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2009
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