Pedometre, GNSS ve IMU ile Mesafe Ölçüm Doğruluğunun Tespit Edilmesi ve Yeni Geliştirilen İvme Sensörü Temelli Yöntem

Abstract

Konum belirleme uygulamaları, son yıllarda mobil telefonlarının da konum belirleyebilmesi kabiliyetini edinmesi ile yaygınlaşmaya başlamıştır. Genel olarak GNSS ile konum belirleme yöntemleri kullanılırken, kapalı alanda GNSS sisteminin verimli olarak çalışmaması neticesinde, konum belirleme için başka yöntemler geliştirilmesi çabası içine girilmiştir. Yaygın olarak yerel ağlar kurmak ve bu yerel ağlar ile mesafeler ölçerek konum belirlemek bu yöntemlerin temel çalışma prensibidir. Bunun için, Bluetooth, kablosuz ağlar ve değişik frekanslara sahip sinyaller, ses ötesi sinyaller, radyo frekansları ile çalışan RFID modülleri vb. sistemler kullanılmaktadır. Hem gerçek zamanlı veriler üretilebilmekte hem de üretilen veriler sunuculara kaydedilerek saklanabilmekte ve daha sonra kullanıcılar hizmetine sunulmaktadır. Kullanılan teknolojiye göre yüksek ve orta konum doğruluğuna sahip veriler elde edilebilmektedir. Ancak bu sistemlerin ağ oluşturma gereksinimi yüzünden yüksek maliyetli olması ve açık alanlarda sonuç üretememesi yüzünden özellikle spor uygulamalarında IMU temelli sadece mesafe ölçen çözümlerin oluşturulmasına neden olmuştur. Sunulan makalede, konum belirlemenin temeli olan mesafe ölçümünün yüksek doğrulukta sadece ivme sensörü kullanılarak elde edilmesine yönelik yöntem ve filtreler geliştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, diğer mesafe ölçme yöntemleri ve gerçek mesafe ile kıyaslanmıştır. Geliştirilen filtreler, değişken adım uzunluğu tespiti ile mesafe ölçümü hesabına dayalı olarak, yanlış adım tespitini engellemek, statik hareketleri filtrelemek ve genel olarak ivme sensörünün gürültülerini azaltarak doğru mesafeyi hesaplamak amacıyla geliştirilmiştir. Filtreler kullanılmadan ivme sensörü ile elde edilen mesafede hata miktarı %60’lara ulaşırken, geliştirilen yöntem ile hata miktarı %2’nin altına düşmüştür. Bu sonuçlar, geliştirilen yöntemin mesafe ölçümünde ve metre altı konum belirlemede kullanılabileceğini açıkça göstermiştir.