Un sistema de posicionamiento interior ( IPS ) es una red de dispositivos que se utiliza para localizar personas u objetos donde el GPS y otras tecnologías satelitales carecen de precisión o fallan por completo, como en el interior 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 construidas expresamente con relés y balizas colocadas estratégicamente 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]Los IPS utilizan diferentes tecnologías, incluida la medición de la distancia a los nodos de ancla cercanos (nodos con posiciones fijas conocidas, por ejemplo , puntos de acceso WiFi / LiFi , balizas Bluetooth o balizas de banda ultra ancha), 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 utilizan varios sistemas ópticos , [9] de 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 existir 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 detectando puntos de referencia dentro de 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 por al menos cuatro satélites. Además, las múltiples reflexiones en las superficies provocan una propagación de múltiples rutas que sirve para errores incontrolables. Estos mismos efectos están degradando todas las soluciones conocidas para la localización en interiores que utiliza ondas electromagnéticas de transmisores de interiores a receptores de interiores. Se aplica un conjunto de métodos físicos y matemáticos para compensar estos problemas. Corrección de errores de posicionamiento de radiofrecuencia de dirección prometedora abierta mediante el uso de fuentes alternativas de información de navegación, como la unidad de medición inercial(IMU), cámara monocular Localización y mapeo simultáneo (SLAM) y WiFi SLAM. La integración de datos de varios sistemas de navegación con diferentes principios físicos puede aumentar la precisión y solidez de la solución general. [19]
El Sistema de Posicionamiento Global (GPS) de EE. UU . Y otros sistemas de navegación por satélite (GNSS) similares generalmente no son adecuados para establecer ubicaciones en interiores, ya que las microondas se atenuarán y dispersarán por los techos, las paredes y otros objetos. Sin embargo, para hacer 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]