Artigo indoor positioning system- inercial

SISTEMA DE POSICIONAMENTO INDOOR INERCIAL
Alexandra Dias, João Manuel
RESUMO
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A tecnologia no campo do posicionamento tem evoluído de forma bastante rápida e em vários campos. Áreas que dificilmente se pensaria dominar fazem agora parte dos projectos a viabilizar num futuro próximo, sendo uma destas áreas o posicionamento indoor. Este trabalhotem como objectivo a compreensão do método utilizado pelo sistema de posicionamento indoor inercial, bem como das suas limitações e possíveis soluções para as mesmas. Apesar de ser uma área relativamente recente, pretende-se resumir alguns dos estudos feitos sobre o assunto, considerando-se que uma associação entre os mesmos pode vir a viabilizar este tipo de posicionamento em situações práticas.-------------------------------------------------

1. Introdução
Ao longo das últimas décadas têm vindo a ser desenvolvidas inovadoras tecnologias de posicionamento, a maioria destas com funcionamento limitado ao ar livre. No entanto, ao longo da última década, tem vindo a ser implementada uma área no posicionamento que se caracteriza por ser dentro de quatro paredes, essa área designa-sepor Sistema de Posicionamento Indoor. A sua aplicabilidade pode-se resumir a situações do quotidiano ou de emergência. A sua implementação no quotidiano e em situações onde não seja requerida muita precisão é fácil, visto que é uma operação que necessita apenas de uma quantidade limitada de recursos, no entanto, surgem ainda alguns obstáculos em relação á segunda opção. O maior desafio a este tipode localização está relacionado com a precisão com que se obtém o posicionamento, visto que na maioria dos casos nunca ultrapassa a ordem dos decímetros. Ainda assim, dado ao facto de ser uma área de pesquisa relativamente recente, existe uma enorme quantidade de Sistemas de Posicionamento Indoor que utilizam várias técnicas de localização e que tem associados diferentes níveis de desempenho
.2. Sistema de posicionamento inercial indoor
2.1 – Sistema de posicionamento inercial
Como já havia sido referido, um sistema de posicionamento indoor permite a localização no interior de estruturas. Apesar de existirem algumas vertentes desde tipo de posicionamento, este trabalho tem como alvo apenas a técnica inercial. Como tal, considerou-se importante definir numa fase inicial o que é umsistema de posicionamento inercial e o seu funcionamento.
O sistema de posicionamento inercial é um tipo de posicionamento relativo. Assim sendo, tomando um referencial inercial (ou quase inercial), utilizam-se medições de giroscópios, acelerómetros e magnetómetros de forma a determinar as coordenadas de um ponto em relação a um ponto de referência inercial com coordenadas conhecidas.
Como qualquersistema de posicionamento, um sistema de posicionamento inercial tem os seus pré-requisitos e limitações. Inicialmente, o sistema de posicionamento inercial necessita uma posição fixa e uma orientação inicial, desta forma, obtém-se o valor de x0 representado na ilustração 1. Estes dados são geralmente fornecidos por uma antena GPS e um magnetómetro que determina o norte magnético. Um sensor parapressão barométrica é também usado para estabilizar a medição da altitude.
O sistema tem como base o princípio de que a segunda integral da aceleração nos permite obter o deslocamento. Visto que o sistema tem um referencial inercial e uma forma de determinar as acelerações às quais o corpo está sujeito, pode-se definir em cada momento a posição do corpo em relação ao referencial. O seufuncionamento apresenta-se esquematizado na ilustração 1.
Num sistema de navegação inercial, e utilizando uma relação linear conhecida como equação fundamental da cinemática, obtém-se uma relação entre grandezas definidas num sistema de coordenadas de referência considerado inercial:
a = f+g
Onde: a = aceleração, f = força específica e g = aceleração gravítica
Uma vez que os efeitos das forças...