Rezumat teza - Facultatea de Electronica, Telecomunicatii si ...

1. Introducere 1
1 Introducere
Pe parcursul ultimului deceniu, sistemele de localizare în exteriorul clădirilor au devenit
din ce în ce mai performante, dar în acela¸si timp ¸si foarte accesibile. Costul lor de product¸ie a
scăzut considerabil datorită avântului tehnologic. Marea majoritate a acestor sisteme utilizează
ret¸eaua de satelit¸i deja existentă, iar pozit¸ia utilizatorului este determinată prin măsurarea
timpului de propagare a semnalelor între satelit¸i ¸si receptorul terestru. Prin urmare, în interiorul
clădirilor aceste semnale sunt puternic atenuate, motiv pentru care precizia de pozit¸ionare este
deteriorată chiar ¸si pentru receptoarele de ultimă generat¸ie. Tocmai această limitare a dus
la dezvoltarea sistemelor de navigat¸ie în interiorul clădirilor.
În prezent există zeci de astfel
de sisteme care utilizează, pentru determinarea pozit¸iei utilizatorului, senzori cu ultrasunete,
infraro¸su, radiofrecvent¸ă, optici, inert¸iali ¸si senzori electromagnetici. Pentru marea majoritate a
acestor sisteme este necesară realizarea unei infrastructuri complexe de senzori fic¸si. O astfel de
infrastructură ridică foarte mult costul final al întregului sistem, făcându-l mai put¸in atractiv din
punct de vedere economic. O posibilă solut¸ie este dată de tehnologia Micro-Electro-Mechanical
System (MEMS) care, pe parcursul ultimilor ani, a cunoscut un avânt tehnologic impresio-
nant. Senzorii MEMS, în special senzorii accelerometrici ¸si senzorii giroscopici, au contribuit
la dezvoltarea rapidă a sistemelor inert¸iale de navigat¸ie. Acest lucru se datorează în mare
parte costurilor de product¸ie reduse, performant¸elor ridicate, consumului scăzut de energie,
dar ¸si dimensiunilor reduse ale acestor senzori. Principalul avantaj al unui sistem inert¸ial de
navigat¸ie constă în faptul că acesta nu necesită niciun fel de infrastructură pentru a determina
pozit¸ia utilizatorului. Principiul de funct¸ionare se bazează pe senzori accelerometrici pentru
aproximarea distant¸ei parcurse, în timp ce direct¸ia de deplasare este determinată cu ajutorul
senzorilor giroscopici. Acuratet¸ea sistemelor inert¸iale este determinată, în mare măsură, de
alinierea init¸ială a sistemului în raport cu axele de coordonate (punctele cardinale).
Într-o primă fază, această teză î¸si propune realizarea unui dispozitiv de aliniere init¸ială a
sistemelor de navigat¸ie. Alinierea este procesul cu ajutorul căruia este realizată orientarea unui
sistem în raport cu un alt sistem de referint¸ă. Conceptul care stă la baza acestui proces este
destul de simplu, însă pot apărea multe complicat¸ii care pot ridica complexitatea algoritmului.
O aliniere precisă este crucială, mai ales dacă se dore¸ste ca sistemul inert¸ial să funct¸ioneze
independent pentru perioade lungi de utilizare ¸si fără intervent¸ii externe. Dintre erorile care pot
deteriora precizia acestui proces se numără: erorile cauzate de senzorii inert¸iali, cele datorate
întârzierilor din linia de transmisie, erorile datorate cuantizării semnalului ¸si erorile datorate
vibrat¸iilor sau cele datorate altor mi¸scări nedorite.
În cea de-a doua parte, teza este axată pe realizarea unui sistem autonom de navigat¸ie
în interiorul clădirilor (sistem bazat doar pe senzorii inert¸iali MEMS) ¸si totodată pe realizarea
unui sistem hibrid de navigat¸ie terestră. Sistemul hibrid reprezintă o combinat¸ie între sistemul
inert¸ial propus ¸si un sistem de navigat¸ie prin satelit.
În urma acestei asocieri, se a¸steaptă
obt¸inerea unei solut¸ii de navigat¸ie continue chiar ¸si pentru zonele în care semnalul de la satelit¸i
nu poate fi recept¸ionat.