KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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v.18
no.5
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pp.1317-1340
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2024
With the rapid development of information technology, people's demands on precise indoor positioning are increasing. Wireless sensor network, as the most commonly used indoor positioning sensor, performs a vital part for precise indoor positioning. However, in indoor positioning, obstacles and other uncontrollable factors make the localization precision not very accurate. Ultra-wide band (UWB) can achieve high precision centimeter-level positioning capability. Inertial navigation system (INS), which is a totally independent system of guidance, has high positioning accuracy. The combination of UWB and INS can not only decrease the impact of non-line-of-sight (NLOS) on localization, but also solve the accumulated error problem of inertial navigation system. In the paper, a fused UWB and INS positioning method is presented. The UWB data is firstly clustered using the Fuzzy C-means (FCM). And the Z hypothesis testing is proposed to determine whether there is a NLOS distance on a link where a beacon node is located. If there is, then the beacon node is removed, and conversely used to localize the mobile node using Least Squares localization. When the number of remaining beacon nodes is less than three, a robust extended Kalman filter with M-estimation would be utilized for localizing mobile nodes. The UWB is merged with the INS data by using the extended Kalman filter to acquire the final location estimate. Simulation and experimental results indicate that the proposed method has superior localization precision in comparison with the current algorithms.
For indoor mobile robots, the performance of autonomous navigation is affected by a variety of factors. In this paper, we focus on the characteristics of indoor absolute positioning systems. Two commercially available sensor systems are experimentally tested under various conditions. Mobile robot navigation experiments were carried out, and the results show that resultant performance of navigation is highly dependent upon the characteristics of positioning systems. The limitations and characteristics of positioning systems are analyzed from both quantitative and qualitative point of view. On the basis of the analysis, the relationship between the positioning system characteristics and the controller design are presented.
Kim, Suk-Ja;Lee, Jin-Hyun;Jee, Gyu-In;Lee, Jang-Gyu;Kim, Wuk
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.10
no.8
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pp.742-747
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2004
Outdoors we can easily acquire our accurate location by GPS. However, the GPS signal can't be acquired indoors because of its weak signal power level. Adequate positioning method is demanded for many indoor positioning applications. At present, wireless local area network (WLAN) is widely installed in various areas such as airport, campus, and park. This paper proposes a positioning algorithm using WLAN signal strength to provide the position of the WLAN user indoors. There are two methods for WLAN based positioning, the signal propagation method uses signal strength model over space and the empirical method uses RF power propagation database. The proposed method uses the probability distribution of the power propagation and the maximum likelihood estimation (MLE) algorithm based on power strength DB. Test results show that the proposed method can provide reasonably accurate position information.
Journal of the Korea Society of Computer and Information
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v.16
no.8
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pp.147-155
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2011
Map rendering, positioning, database managements are key elements of location based services. Google map and GPS (Global Positioning System) have become a very popular solution for map rendering and positioning, respectively. They are very effective and yet free of charge. However, they cannot be used for an indoor location based service system. We cannot render a building drawing with Google map, we cannot determine a moving object's position when it is indoor. This paper introduces our web services of rendering drawings, indoor positioning, and multimedia contents up-loading and playing so that any programmers can use them in developing indoor location based service systems. In order to experimentally show the efficiency of our web services, we have built a location based contents displaying system for museum visitors with them.
Kim, Jun-Young;Kim, Ji-Su;Kang, Geun-Taek;Lee, Won-Chang
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.22
no.2
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pp.75-82
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2016
Visible light communication (VLC) using LED lamps is suitable for implementing an indoor positioning system in an indoor environment where the global positioning system (GPS) signal does not reach. In this paper, we present an indoor positioning system for mobile robots using a VLC beacon and fuzzy rules. This system consists of an autonomous mobile robot, VLC modules, and device application software. Fuzzy rules are applied to plan the global and local paths along which the mobile robot navigates indoors. The VLC transmitter modules are attached to the wall or the ceiling as beacons to transmit their own location information. The variable pulse position modulation (VPPM) algorithm is used to transmit data, which is a new modulation scheme for VLC providing a dimming control mechanism for flicker-free optical communication. The mobile robot has a receiver module to receive the location information while performing its mission in the environment where VLC transmitters are deployed.
With the development of ICT(Information and Communication Technology), the number of smart devices is rapidly increasing. LBS(Location Based Service) applications that provide user's location based service are used in various fields. There is also a growing demand for indoor precision positioning technology to provide seamless services. In this paper, we propose an indoor positioning system that estimates the location of a smartphone user. The proposed algorithm determines whether the received signal is LOS(Line-of-Sight) or NLOS(Non-Line of-Sight) in order to decrease multipath effect by the indoor environment. The proposed positioning algorithm is very simple and requires only the AP(Access Point) coordinates. In addition, it requires only two APs for estimating the location of a smartphone user. The proposed algorithm is a practically applicable technology without any additional hardware and kernel modification in the smartphone. In the experiment results, the reliability of the positioning system was found to be within 0.83 m.
Journal of Information Technology Applications and Management
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v.15
no.2
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pp.51-65
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2008
The purpose of this paper is introducing WiFi based EKF(Extended Kalman Filter) method for indoor positioning. The advantages of our EKF method include: 1) Any special equipment dedicated for positioning is not required. 2) implementation of EKF does not require off-line phase of fingerprinting methods. 3) The EKF effectively minimizes squared deviation of the trilateration method. In order to experimentally prove the advantages of our method, we implemented indoor positioning systems making use of the K-NN(K Nearest Neighbors), Bayesian, decision tree, trilateration, and our EKF methods. Our experimental results show that the average-errors of K-NN, Bayesian and decision tree methods are all close to 2.4 meters whereas the average errors of trilateration and EKF are 4.07 meters and 3.528 meters, respectively. That is, the accuracy of our EKF is a bit inferior to those of fingerprinting methods. Even so, our EKF is accurate enough to be used for practical indoor LBS systems. Moreover, our EKF is easier to implement than fingerprinting methods because it does not require off-line phase.
WLAN(wireless local area network)-based positioning is the most attractive because it does not require any special equipments dedicated for positioning even though it is less accurate than the other strategies. Applying our WLAN-based decision tree method for indoor positioning, we obtained pedestrian's tracks, and performed stochastic confidence tests on the tracks in order to validate them.
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.12
no.8
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pp.789-797
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2006
A new method for the GPS repeater based indoor positioning is proposed and its feasibility is verified by experiments in previous paper. But the problems how can identify switching GPS repeater's ID and when switching will be occurred are remained. To solve the problem faced with, we propose the time synchronized switching GPS repeater and the methods of the detection of switching time and the estimation of TDOA. First, switching GPS repeater retransmits the signals synchronized on GPS time, sequentially. Always, first switching time is synchronized with 1 PPS. Second, we formulate the detection of switching time and the estimation of TDOA and propose the various methods. No method is existed absolutely superior to others in any conditions but the method is existed superior to others in specific condition. Finally, feasibility of indoor positioning using time-synchronized switching GPS repeater is evaluated through experiments in anechoic chamber and general environment with multipath.
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.22
no.11
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pp.952-959
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2016
This paper proposes a novel indoor positioning system (IPS) that uses a calibrated camera sensor network and dense 3D map information. The proposed IPS information is obtained by generating a bird's-eye image from multiple camera images; thus, our proposed IPS can provide accurate position information when objects (e.g., the mobile robot or pedestrians) are detected from multiple camera views. We evaluate the proposed IPS in a real environment with moving objects in a wireless camera sensor network. The results demonstrate that the proposed IPS can provide accurate position information for moving objects. This can improve the localization performance for mobile robot operation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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