Systèmes Avancés de Positionnement Intérieur : Suivi Précis à l'Intérieur des Bâtiments

Qu'est-ce que les systèmes de localisation et à quoi servent-ils ?

La connaissance de l'endroit où se trouve quelqu'un ou quelque chose est devenue une exigence importante dans de multiples domaines, comme dans le cas d'entreprises militaires ou de services.
Dans les environnements extérieurs, le GPS est la solution la plus utilisée, pratiquement universelle, pour obtenir une localisation « précise » et rapide n'importe où sur la planète. Cette technologie est largement étendue avec des applications telles que les systèmes de navigation automobile, la gestion de flottes ou la localisation d'appels d'urgence.

Pour la localisation en intérieur, cette technologie présente des problèmes d'atténuation du signal, il n'est donc pas possible d'obtenir de tels bons résultats. Dans les systèmes de localisation, la précision et la portée sont des aspects importants, qui dépendent des signaux utilisés et, par conséquent, de la technologie sur laquelle ils sont basés. Dans les sections suivantes, vous pourrez connaître les options que nous utilisons quand nous voulons localiser des objets à l'intérieur.

Comment se fait la localisation en intérieur ?

Ces dernières années, beaucoup de temps a été investi dans le développement de solutions pour rendre la localisation en intérieur aussi puissante que celle que nous avons à l'extérieur, en tenant compte des limitations qui apparaissent puisqu'il n'y a pas de cartes préalables et que la précision obtenue doit être bien plus grande (le GPS fournit des approximations de 10 m). Cette situation a conduit à l'apparition de nombreuses technologies qui tentent de couvrir les applications intérieures, telles que UWB, ZigBee, WiFi ou Bluetooth.

En général, la localisation se fait en deux phases :

• L'estimation des distances, basée sur la mesure de différents paramètres (angle, niveau et temps d'arrivée) des signaux transmis entre les nœuds de référence et l'élément à localiser.
• Le calcul de la position, réalisé en utilisant des variantes d'algorithmes, allant des calculs géométriques à ceux qui prennent en compte la trajectoire et la position précédente.

Les techniques les plus utilisées pour estimer la position dans ce type de systèmes sans fil sont :

• Trilatération : calcule la position du nœud en mesurant les distances à diverses positions de référence (balises). Au moins trois balises non alignées sont nécessaires pour une localisation 2D.
• Triangulation : similaire à la trilatération mais basée sur les angles et les distances. Seulement deux angles et la distance entre deux points peuvent être utilisés pour le 2D.
• Multilatération : comme la triangulation, mais utilise la différence du temps d'arrivée des signaux pour calculer les distances.
• Analyse de scène : analyse de la scène depuis un point spécifique, soit avec une caméra soit un autre type de capteur, pour détecter des changements. Un exemple serait notre projet dans lequel nous localisons les éléments grâce à la caméra de vision.
• Proximité : détermine quand un objet ou une personne est près d'un lieu connu via des capteurs de pression, tactile, capacitifs, étiquettes ou connexions.

Dispositifs et technologies de localisation

Il existe différents dispositifs et technologies de localisation, voici quelques-uns des plus utilisés :

Balises ou BLE (Bluetooth Low Energy)

Une balise est un dispositif à faible énergie, qui génère un signal bluetooth à faible énergie (BLE) vers d'autres appareils mobiles à proximité sans besoin de synchronisation préalable. Ces balises transmettent un identifiant unique universel qui peut être collecté dans une application pour effectuer certaines actions, comme obtenir sa localisation. Leur erreur est inférieure à 1 mètre, elles ont une portée jusqu'à 90 mètres et leur latence est déterminée par la configuration de la balise.

C'est l'une des solutions implémentées depuis le plus longtemps dans diverses applications, soit dans les usines pour la localisation d'actifs, soit dans les magasins pour localiser la zone du local où nous nous trouvons et nous offrir des offres personnalisées via la communication de nos smartphones avec ces balises. On la trouve aussi dans certains musées pour localiser des œuvres ou faire des visites guidées.

RFID

Le RFID est un ensemble de technologies conçues pour lire des étiquettes ou tags à distance grâce à un lecteur, de telle sorte que quand le lecteur est dans la zone où ces étiquettes sont émises, il y a un échange d'information entre les dispositifs.

Les étiquettes peuvent être de type passif (sans piles, car elles utilisent l'énergie des ondes émises par le lecteur pour communiquer) ou de type actif (elles incluent une pile à l'intérieur). Les portées de mesure sont inférieures à un mètre pour les passifs, tandis que pour les actifs elles sont entre dix et cent mètres. Le NFC, de plus en plus présent aujourd'hui, est un sous-ensemble des technologies RFID qui limite la distance de transmission à quelques centimètres pour améliorer la sécurité.

Autres technologies comme LiFi, WiFi

L'utilisation des communications WiFi et LiFi est actuellement à l'étude, développant des systèmes à faible énergie permettant d'obtenir de bons résultats en localisation intérieure. En même temps, on progresse dans diverses techniques comme l'utilisation de balises acoustiques à fréquences non audibles ou l'utilisation de tous les capteurs intégrés dans les smartphones pour améliorer la précision des localisations.

Applications des balises ou capteurs en localisation intérieure

Il existe de nombreuses applications où la technologie des capteurs et balises peut être utilisée en intérieur, tant pour l'environnement industriel que pour d'autres secteurs.

• Localisation d'actifs, outils et équipements. Savoir où se trouvent vos équipes et actifs les plus importants à tout moment.
• Localisation de produits. Savoir où se trouve votre produit dans l'usine pour en assurer la traçabilité.
• Sécurité des personnes. Empêcher les personnes d'approcher des zones dangereuses si on place une balise dans la zone de danger qui alerte le bracelet ou le téléphone du travailleur qui s'approche.
• Retail et marketing. Connaissance du flux de personnes, quels articles ou zones intéressent le plus nos clients.

Voulez-vous appliquer la localisation intérieure dans l'un de vos projets ? Contactez-nous !

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