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Christiancarmine Esposito 21 Luglio 2006 Mobilab Analisi e realizzazione software per la soluzione del Sensor.

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Presentazione sul tema: "Christiancarmine Esposito 21 Luglio 2006 Mobilab Analisi e realizzazione software per la soluzione del Sensor."— Transcript della presentazione:

1 Christiancarmine Esposito 21 Luglio 2006 Mobilab Analisi e realizzazione software per la soluzione del Sensor Placement in sistemi di localizzazione attraverso algoritmi di ottimizzazione multiobiettivo Analisi e realizzazione software per la soluzione del Sensor Placement in sistemi di localizzazione attraverso algoritmi di ottimizzazione multiobiettivo Correlatore: Ing. Massimo Ficco Relatore: Prof. Domenico Cotroneo Candidato: Esposito Christiancarmine 41/3359

2 Christiancarmine Esposito 21 Luglio 2006 Mobilab Analisi e realizzazione software per la soluzione del Sensor Placement in sistemi di localizzazione attraverso algoritmi di ottimizzazione multiobiettivo Obiettivi del lavoro di tesi Obiettivi del lavoro di tesi 1 Analizzare i requisiti di qualità per un sistema di positioning, in termini di accuratezza e precisione; Raccogliere e analizzare una serie di misurazioni RSS, in diversi contesti, al fine di formulare delle linee guida da rispettare per avere un sistema di localizzazione di buona qualità Progettare un software per supportare la realizzazione di un sistema di positioning con delle caratteristiche di accuratezza e precisione accettabili

3 Christiancarmine Esposito 21 Luglio 2006 Mobilab Analisi e realizzazione software per la soluzione del Sensor Placement in sistemi di localizzazione attraverso algoritmi di ottimizzazione multiobiettivo Articolazione del Fingerprinting Articolazione del Fingerprinting 2 una fase off-line, in cui il sistema memorizza i campioni RSS di punti di riferimento, con una posizione ben nota, in una banca dati; una on-line, in cui gli RSS dei beacon vengono confrontati con quelli memorizzati per poter determinare la posizione di un utente. Il punto cruciale è la realizzazione del database degli RSS di riferimento, o mappa dei radio segnali, processo che prende il nome di apprendimento o calibrazione.

4 Christiancarmine Esposito 21 Luglio 2006 Mobilab Analisi e realizzazione software per la soluzione del Sensor Placement in sistemi di localizzazione attraverso algoritmi di ottimizzazione multiobiettivo 3 Il perché della scelta di Bluetooth Il perché della scelta di Bluetooth La maggior parte dei dispositivi mobili è dotato di uninterfaccia Bluetooth integrata; È economica, low-power consuptive e dalle ridotte dimensioni (1 cm²) Poche interferenze sulla banda di trasmissione, adotta uno schema FHSS con un alto Hop Rate (1600 salti al secondo) Non consente una misura diretta RSS, ma solo lindicazione dellappartenenza a determinati intervalli, bassa discriminazione delle posizioni Range limitato, intorno ai 20 metri, per la maggior parte dei dispositivi, quelli di classe 2

5 Christiancarmine Esposito 21 Luglio 2006 Mobilab Analisi e realizzazione software per la soluzione del Sensor Placement in sistemi di localizzazione attraverso algoritmi di ottimizzazione multiobiettivo Fattori condizionanti la qualità del positioning Fattori condizionanti la qualità del positioning 4 Lunico fattore su cui è possibile agire in fase di progettazione del sistema di positioning è il numero di sensori e il loro placement pattern

6 Christiancarmine Esposito 21 Luglio 2006 Mobilab Analisi e realizzazione software per la soluzione del Sensor Placement in sistemi di localizzazione attraverso algoritmi di ottimizzazione multiobiettivo Accuratezza e precisione per numero di sensori Accuratezza e precisione per numero di sensori 5 Allaumentare del numero di sensori la precisione del sistema aumenta mentre laccu- ratezza si riduce!

7 Christiancarmine Esposito 21 Luglio 2006 Mobilab Analisi e realizzazione software per la soluzione del Sensor Placement in sistemi di localizzazione attraverso algoritmi di ottimizzazione multiobiettivo Garantire una buona accuratezza con molti sensori Garantire una buona accuratezza con molti sensori 6 Clusterizzazione aree per strongest first Positioning history-based Si tassella lo spazio solo in base al valore nullo nella misura rispetto a un sensore, o comunque quello con la probabilità maggiore nella distribuzione di misure in quel punto Ho un miglioramento dellaccuratezza del 48% a spese della preci- sione che peggiora del 50% Si eseguono delle misure in maniera periodica, quasi continua, e si modifica la posizione solo se le misure sono quelle che identificano le regioni adiacenti a quella corrente. Per poter usare questo approccio, la condizione da rispettare è che tra due misurazioni successive, lutente possa essere passato ad una regione adiacente a quella in cui si trovava, scartando la possibilità che si sia mosso oltre. Non ho peggioramenti della precisione.

8 Christiancarmine Esposito 21 Luglio 2006 Mobilab Analisi e realizzazione software per la soluzione del Sensor Placement in sistemi di localizzazione attraverso algoritmi di ottimizzazione multiobiettivo 7 Il software BlueJOIBP Il software BlueJOIBP Modulo di disegno, ha il compito di consentire allutente di realizzare una mappa Modulo di simulazione, a partire da una mappa, simula la tassellazione RSSI, dato un placement pattern Modulo di ottimizzazione, a partire da una mappa, determina linsieme dei pattern ottimali

9 Christiancarmine Esposito 21 Luglio 2006 Mobilab Analisi e realizzazione software per la soluzione del Sensor Placement in sistemi di localizzazione attraverso algoritmi di ottimizzazione multiobiettivo Il modulo di disegno del software BlueJOIBP Il modulo di disegno del software BlueJOIBP 8 ToolBar degli strumenti Menu degli strumenti Piano di lavoro

10 Christiancarmine Esposito 21 Luglio 2006 Mobilab Analisi e realizzazione software per la soluzione del Sensor Placement in sistemi di localizzazione attraverso algoritmi di ottimizzazione multiobiettivo Il modulo di simulazione Il modulo di simulazione 9 Data Loader Wave Propagation Engine RSSI Predicter Vengono caricati tutti i dati che servono per avviare la simulazione (matrice della mappa, scala, tipologia di sensore e altro) A partire dai dati iniziali determina la matrice della potenza ricevuta, posto un sensore in un punto della mappa, usando il Multi-Wall Model su un solo piano: Data la matrice della potenza ricevuta, assegno il valore nullo se ricade nella GRPR, -1 se inferiore

11 Christiancarmine Esposito 21 Luglio 2006 Mobilab Analisi e realizzazione software per la soluzione del Sensor Placement in sistemi di localizzazione attraverso algoritmi di ottimizzazione multiobiettivo 10 Attenuazione addizonale Attenuazione addizonale Il Multi-Wall Model genera dei buoni risultati, quando deve simulare dei dati in unambiente debolmente disturbato, non in uno fortemente Misure sul campo Risultati simulazione usando il Multi-Wall Model Risultati simulazione usando il Multi-Wall Model modificato, introducendo unattenuazione ambientale nella formula di PL

12 Christiancarmine Esposito 21 Luglio 2006 Mobilab Analisi e realizzazione software per la soluzione del Sensor Placement in sistemi di localizzazione attraverso algoritmi di ottimizzazione multiobiettivo 11 Il modulo di simulazione Il modulo di simulazione Data Loader OptimizationEngine Result Handler Vengono caricati tutti i dati che servono per avviare lottimizzazione (matrice della mappa, scala, tipologia di sensore e altro, se serviranno per le simulazioni, e i parametri propri del motore ottimizzatore) I risultati vengono presentati allutente nella maniera più adeguata Lalgoritmo di ottimizzazione scelto lavora sui dati inseriti, fino al soddisfacimento della condizione di arresto

13 Christiancarmine Esposito 21 Luglio 2006 Mobilab Analisi e realizzazione software per la soluzione del Sensor Placement in sistemi di localizzazione attraverso algoritmi di ottimizzazione multiobiettivo OptiEngine 12 Gli algoritmi di ottimizzazione Gli algoritmi di ottimizzazione MOGAM-PAESPAES Cost Value: 57Cost Value: 222Cost Value: 72


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