Indoor localization based on low frequency RF signals

Indoor Localization of the person is actual issue nowadays. One of the main area in this field is localization based on radio frequency signals. There do already exist technologies, which perform indoor localization with different accuracy, but still there is a need for new technology, which can avoid common radio frequency problems whithout increasing the complexity or the cost of the system. The goal of this thesis is to use benefits of low frequency (125KHz) in Indoor Localization. The main benefit of this technology is: robustness to the environmental obstacles in term of multipath propagation and power decay. Different kind of experiments in different environments have been taken in order to understand the behavior of low frequency and used equipments to perform Indoor Localization. The proposed system uses RSSI provided by sensors stimulated by low frequency signals to estimate distances between some anchor nodes and subjects. Then performs multilateration using the obtained distances to estimate positions. The preliminary results obtained by the built prototype shows that the idea of using low radio frequency signals can give advantages as previously mentioned with the ability to obtain a good localization accuracy reaching a mean localization error under 20cm.

Il campo della localizzazione di persone in ambienti interni è molto attuale. Una delle maggiori branche di questo campo è la localizzazione per mezzo di segnali radio. Esistono già varie tecnologie che permettono di attuare la localizzazioni di soggetti in ambienti interni con diversi risultati in accuratezza ma resiste comunque il bisogno di ricercare nuove tecnologie che permettano di evitare le problematiche più comuni legate ai segnali radio senza aumentare la complessità o il costo dei sistemi finali. L'obiettivo di questa tesi è di sfruttare i benefici derivanti dall'uso di un segnale radio a bassa frequenza (125Khz) nel campo della localizzazione. Il principale vantaggio di questa tecnologia è la minor sensibilità agli ostacoli e di conseguenza un minor decadimento di potenza del segnale e una ridotta presenza di multi propagazione. Il sistema proposto usa valori di RSSI letti da sensori stimolati da un segnale a bassa frequenza per stimare la distanza tra i nodi fissi e i soggetti da localizzare per poi applicare un processo di multilaterazione per stimarne la posizione. I risultati preliminari ottenuti dal prototipo del sistema mostrano che l'uso di un segnale radio a bassa frequenza permette di sfruttare i vantaggi ipotizzati rendendo possibile l'ottenimento di una buona accuratezza nel processo di localizzazione mantenendo l'errore di localizzazione medio sotto i 20 cm.