Un sistema de posicionamiento en interiores ( IPS ) es una red de dispositivos utilizados para ubicar personas u objetos donde el GPS y otras tecnologías satelitales carecen de precisión o fallan por completo, como dentro de edificios de varios pisos, aeropuertos, callejones, estacionamientos y ubicaciones subterráneas. [1]
Se utiliza una gran variedad de técnicas y dispositivos para proporcionar posicionamiento en interiores que van desde dispositivos reconfigurados ya implementados, como teléfonos inteligentes, antenas WiFi y Bluetooth , cámaras digitales y relojes; a instalaciones especialmente diseñadas con relés y balizas estratégicamente ubicadas en un espacio definido. En las redes IPS se utilizan luces, ondas de radio, campos magnéticos, señales acústicas y análisis de comportamiento. [2] [3] IPS puede lograr una precisión de posición de 2 cm, [4] que está a la par con los receptores GNSS habilitados para RTK que pueden lograr una precisión de 2 cm en exteriores. [5]IPS utiliza diferentes tecnologías, incluida la medición de la distancia a los nodos de anclaje cercanos (nodos con posiciones fijas conocidas, por ejemplo, puntos de acceso WiFi / LiFi , balizas Bluetooth o balizas de banda ultraancha), posicionamiento magnético , navegación a estima . [6] Localizan activamente dispositivos móviles y etiquetas o proporcionan ubicación ambiental o contexto ambiental para que los dispositivos sean detectados. [7] [8] La naturaleza localizada de un IPS ha resultado en la fragmentación del diseño, con sistemas que hacen uso de varias ópticas , [9] radio , [10] [11] [12] [13] [14] o incluso tecnologías acústicas [15] [16] .
IPS tiene amplias aplicaciones en las industrias comercial, militar, minorista y de seguimiento de inventario. Hay varios sistemas comerciales en el mercado, pero no hay estándares para un sistema IPS. En cambio, cada instalación se adapta a las dimensiones espaciales, los materiales de construcción, las necesidades de precisión y las limitaciones presupuestarias.
Para que el suavizado compense los errores estocásticos (impredecibles), debe haber un método sólido para reducir significativamente el presupuesto de errores. El sistema puede incluir información de otros sistemas para hacer frente a la ambigüedad física y permitir la compensación de errores. La detección de la orientación del dispositivo (a menudo denominada dirección de la brújula para eliminar la ambigüedad de la orientación vertical del teléfono inteligente) se puede lograr mediante la detección de puntos de referencia dentro de las imágenes tomadas en tiempo real o mediante el uso de trilateración con balizas. [17] También existen tecnologías para detectar información magnetométrica dentro de edificios o ubicaciones con estructuras de acero o en minas de mineral de hierro. [18]
Debido a la atenuación de la señal causada por los materiales de construcción, el Sistema de Posicionamiento Global (GPS) basado en satélites pierde una potencia significativa en interiores, lo que afecta la cobertura requerida para los receptores de al menos cuatro satélites. Además, los múltiples reflejos en las superficies provocan una propagación de trayectos múltiples que provoca errores incontrolables. Estos mismos efectos están degradando todas las soluciones conocidas para la localización en interiores que utilizan ondas electromagnéticas desde transmisores para interiores hasta receptores para interiores. Se aplica un conjunto de métodos físicos y matemáticos para compensar estos problemas. Corrección de error de posicionamiento de radiofrecuencia de dirección prometedora abierta por el uso de fuentes alternativas de información de navegación, como la unidad de medición inercial(IMU), cámara monocular Localización y mapeo simultáneos (SLAM) y WiFi SLAM. La integración de datos de varios sistemas de navegación con diferentes principios físicos puede aumentar la precisión y la solidez de la solución general. [19]
El Sistema de posicionamiento global (GPS) de EE. UU. y otros sistemas de navegación global por satélite (GNSS) similares generalmente no son adecuados para establecer ubicaciones en interiores, ya que las microondas se atenuarán y dispersarán por techos, paredes y otros objetos. Sin embargo, para que las señales de posicionamiento se vuelvan ubicuas, se puede realizar la integración entre el GPS y el posicionamiento en interiores. [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27]