[論文レビュー] Performance Evaluation of Mobile U-Navigation based on GPS/WLAN Hybridization

Wan Mohd Yaakob Wan Bejuri, Mohd Murtadha Mohamad+2 more|arXiv (Cornell University)|Oct 11, 2012

Indoor and Outdoor Localization Technologies参考文献 16被引用数 5

ひとこと要約

本稿では、環境に応じてGPSとWLANフィンガープrintingの間を動的に切り替えることで、屋内および屋外の連続的な位置特定を保証するハイブリッドGPS/WLANベースのモバイルuナビゲーションシステムを提案する。信号強度に基づく切り替えとフィンガープrintingにより、都市部および屋内環境で10メートル未塔の高精度を達成し、多様な環境で堅牢な性能を示している。

ABSTRACT

This paper present our mobile u-navigation system. This approach utilizes hybridization of wireless local area network and Global Positioning System internal sensor which to receive signal strength from access point and the same time retrieve Global Navigation System Satellite signal. This positioning information will be switched based on type of environment in order to ensure the ubiquity of positioning system. Finally we present our results to illustrate the performance of the localization system for an indoor/ outdoor environment set-up.

研究の動機と目的

• 多様な環境で位置特定精度を維持するシームレスな屋内・屋外モバイルナビゲーションシステムの開発。
• 屋内および都市峡谷環境における単独GPSの限界を解消すること。
• GPSとWLANフィンガープrintingを統合して、局所化の信頼性を向上させること。
• 実世界の屋内および屋外のテストシナリオにおいて、ハイブリッドシステムの性能を評価すること。
• 動的センサーモード切り替えを通じたユビキタスナビゲーションの実現可能性を示すこと。

提案手法

• 位置特定には、アクセスポイントからのGPSおよびWLAN信号強度測定値を統合する。
• 環境状態に応じてGPSとWLANフィンガープrintingの間を切り替えるハイブリダイゼーション戦略を採用する。
• WLANフィンガープrintingは、近隣のアクセスポイントからの受信信号強度インジケータ（RSSI）を用いて実装される。
• 意思決定論理により、開放地帯ではGPS、屋内または遮断領域ではWLANを選択する最適な位置特定モードを決定する。
• 文脈に応じた切り替えを用いて、両システムのデータを統合し、局所化結果を生成する。
• リアルタイム性能の評価を目的として、都市部および屋内環境で実地テストを実施した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 GPS/WLANハイブリッドシステムの性能は、都市部および屋内環境における単独GPSと比較してどう異なるか？
• RQ2 連続的な位置特定を維持するための、GPSとWLANフィンガープrinting間の最適な切り替え戦略は何か？
• RQ3 WLANフィンガープrintingは、屋内および都市峡谷環境におけるGPS信号の劣化を効果的に補完できるか？
• RQ4 混合環境において、ハイブリッドGPS/WLAN技術を用いることで達成可能な位置特定精度はどの程度か？
• RQ5 環境の文脈は、ハイブリッドナビゲーションシステムの信頼性および精度にどのように影響するか？

主な発見

• ハイブリッドシステムは、屋内および屋外環境の両方で10メートル未塔の位置特定精度を達成した。
• GPSは、最小限のずれと高い可用性を示し、開放地帯での位置特定が信頼できた。
• WLANフィンガープrintingは、GPS信号が弱いか利用不可能な屋内および都市峡谷地域でも、位置特定を効果的に維持した。
• 動的切り替え機構により、システムの可用性とサービスの継続性が顕著に向上した。
• 実世界の条件下でも、多様な信号環境において一貫した性能を維持し、システムの堅牢性が示された。
• RSSIベースのフィンガープrintングとGPSの統合により、全体的な局所化の信頼性とカバレッジが向上した。