Sistemas Avançados de Posicionamento Interno: Rastreamento Preciso em Ambientes Fechados

O que são e para que servem os sistemas de localização?

Saber onde alguém ou algo está localizado tornou-se requisito importante em múltiplos campos, como empresas ou serviços militares. Em ambientes externos, o GPS é a solução mais usada, praticamente universal, para obter localização "precisa" e rápida em qualquer ponto do planeta. Essa tecnologia está amplamente difundida em aplicações como navegação veicular, gestão de frotas ou localização de chamadas de emergência.

Para localização interna, essa tecnologia apresenta problemas de atenuação de sinal, não sendo possível obter bons resultados. Em sistemas de localização, precisão e alcance são aspectos importantes, que dependem dos sinais usados e, portanto, da tecnologia na qual se baseiam. Nas seções a seguir, você conhecerá as opções para localizar objetos em ambientes internos.

Como é feita a localização interna?

Nos últimos anos, investiu-se muito no desenvolvimento de soluções para tornar a localização interna tão potente quanto a externa, considerando limitações como ausência de mapas prévios e necessidade de precisão muito maior (GPS fornece aproximações de 10m). Isso levou ao surgimento de numerosas tecnologias para aplicações internas, como UWB, ZigBee, WiFi ou Bluetooth.

Em geral, a localização ocorre em duas fases:

• Estimativa de distâncias, baseada na medição de diferentes parâmetros (ângulo, nível e tempo de chegada) dos sinais transmitidos entre nós de referência e o elemento a localizar.
• Cálculo da posição, realizado usando variedades de algoritmos, desde cálculos geométricos até os que consideram trajetória e posição anterior.

As técnicas mais usadas para estimar a posição em sistemas sem fio são:

• Trilateração: calcula a posição do nó medindo distâncias a várias posições de referência (beacons). Requer pelo menos três beacons não colineares para localização 2D.
• Triangulação: similar à trilateração, mas baseada em ângulos e distâncias. Dois ângulos e a distância entre dois pontos podem ser usados para 2D.
• Multilateração: como triangulação, mas usa a diferença do tempo de chegada dos sinais para calcular distâncias.
• Análise de cena: análise da cena a partir de um ponto específico, com câmera ou outro sensor, para detectar mudanças. Exemplo: nosso Projeto de localização de elementos via câmera de visão.
• Proximidade: determina quando um objeto ou pessoa está próximo de uma localização conhecida através de sensores de pressão, toque, capacitância, tags ou logins.

Dispositivos e Tecnologias de Localização

Existem diferentes dispositivos e tecnologias de localização. Algumas das mais usadas:

Beacons ou BLE (Bluetooth Low Energy)

Um beacon é um dispositivo de baixa energia que gera um sinal bluetooth de baixa energia (BLE) para dispositivos móveis próximos, sem necessidade de sincronização prévia. Transmite um identificador único universal que pode ser captado por um aplicativo para realizar ações, como obter sua localização.

Seu erro é inferior a 1 metro, alcance de até 90 metros e latência determinada pela configuração do beacon.

É uma das soluções implementadas há mais tempo em várias aplicações: em fábricas para localização de ativos, em lojas para saber a área do estabelecimento onde o cliente está e oferecer ofertas personalizadas via comunicação com smartphones, em museus para localizar obras ou fazer visitas guiadas.

RFID

RFID é um conjunto de tecnologias para ler etiquetas ou tags remotamente através de um leitor. Quando o leitor está na área das etiquetas, ocorre troca de informações entre dispositivos.

As etiquetas podem ser passivas (sem bateria, usam energia das ondas do leitor) ou ativas (com bateria interna). Alcance: menos de 1 metro (passivas), 10 a 100 metros (ativas). NFC, cada vez mais presente, é subconjunto de RFID que limita a distância a poucos centímetros para maior segurança.

Outras tecnologias como LiFi, WiFi

Investiga-se o uso de comunicações WiFi e LiFi, desenvolvendo sistemas de baixa energia para bons resultados em localização interna. Avança-se também em técnicas como beacons acústicos em frequências não audíveis ou uso de todos os sensores integrados em smartphones para melhorar a precisão.

Aplicações de Beacons ou Sensores em Localização Interna

Existem numerosas aplicações onde tecnologia de sensores e beacons pode ser usada em ambientes internos, tanto industriais quanto outros setores:

• Localização de ativos, ferramentas e equipamentos. Saiba onde estão seus ativos e equipamentos mais importantes a todo momento.
• Localização de produto. Saiba onde seu produto está na fábrica para garantir sua rastreabilidade.
• Segurança de pessoas. Impedir que pessoas se aproximem de áreas perigosas colocando beacon na área de risco que alerte a pulseira ou celular do trabalhador.
• Varejo e marketing. Conhecer fluxo de pessoas, em quais artigos ou áreas o cliente tem mais interesse.

Quer aplicar localização interna em seus projetos? Entre em contato conosco!

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