Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/29646
Registro completo de metadados
Campo DCValorIdioma
dc.creatorGomes, Eduardo Luis-
dc.date.accessioned2022-09-16T21:31:31Z-
dc.date.available2022-09-16T21:31:31Z-
dc.date.issued2022-08-17-
dc.identifier.citationGOMES, Eduardo Luis. Aprendizagem de máquina para sistemas de localização em ambientes internos RFID. 2022. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2022.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/29646-
dc.description.abstractObject location in indoor environments is a challenging task due to the absence of physical contact or field of vision, reflective materials, excessive obstacles, and a high density of items. Several surveys propose using Radio Frequency Identification (RFID) technology and Machine Learning (ML) methods to construct Indoor Positioning System (IPS). However, using an object as a target class makes learning and prediction slow in large-scale environments. Another difficulty frequently encountered in the use of machine learning methods is the need to train all the positions of the tags mapped in the environment. This training increases the complexity of the system deployment process. To circumvent such problems, we present in this thesis four new approaches to location systems for indoor environments using RFID technology and machine learning techniques. The first approach uses hierarchical classification by dividing the environment into regions to reduce the number of classes in the training and prediction of the classifiers. The second approach applies the sliding window concept to statically extract new features from the Received Signal Strength Indicator (RSSI) attribute and then trains the Random Forest regressor algorithm using reference tags to predict the coordinates of the target tags. In addition to using the concepts of sliding windows and reference labels, the third approach also applies hierarchical classification. The fourth approach applies a genetic algorithm to identify which reference tags contribute most to the system’s accuracy. One of the main results got was a precision of 4.82 cm in an environment with 7,000 target tags, reducing by up to 92.91% the average error w.r.t. other IPS approaches presented in the literature, including more complex indoor scenarios. Another main contribution of the present thesis is the public availability of an RFID dataset for future research in the area of indoor location.pt_BR
dc.languageengpt_BR
dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paranápt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/pt_BR
dc.subjectSistemas de identificação por radiofrequênciapt_BR
dc.subjectAprendizado do computadorpt_BR
dc.subjectAlgorítmos genéticospt_BR
dc.subjectAnálise por agrupamentopt_BR
dc.subjectAnálise de regressãopt_BR
dc.subjectRadio frequency identification systempt_BR
dc.subjectMachine learningpt_BR
dc.subjectGenetic algorithmspt_BR
dc.subjectCluster analysispt_BR
dc.subjectRegression analysispt_BR
dc.titleAprendizagem de máquina para sistemas de localização em ambientes internos RFIDpt_BR
dc.title.alternativeMachine learning for RFID indoor positioning systemspt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR
dc.description.resumoA localização de objetos em ambientes internos é uma tarefa desafiadora devido à ausência de contato físico ou campo de visão, à presença de materiais reflexivos, excesso de obstáculos e grande densidade de itens. Várias pesquisas propõem o uso da tecnologia Identificação por Rádio Frequência (RFID) e métodos de aprendizagem de máquina para a construção dos sistemas de localização. Entretanto, a utilização de um objeto como classe alvo torna a aprendizagem e predição lentas em ambientes de grande escala. Outra dificuldade frequentemente encontrada na utilização de métodos de aprendizagem de máquina, é a necessidade de treinamento de todas as posições das etiquetas mapeadas no ambiente. Este treinamento aumenta a complexidade no processo de implantação do sistema. Para contornar tais problemas, nós apresentamos nesta tese quatro novas abordagens de sistemas de localização para ambientes internos usando a tecnologia RFID e técnicas de aprendizagem de máquina. A primeira abordagem utiliza a classificação hierárquica dividindo o ambiente em regiões para reduzir a quantidade de classes no treinamento e predição dos classificadores. A segunda abordagem aplica o conceito de janela deslizante para extrair estaticamente novas características do atributo Indicador de Intensidade do Sinal Recebido (RSSI) e após treina o algoritmo regressor Floresta Aleatória fazendo o uso de etiquetas de referência para prever as coordenadas das etiquetas alvo. A terceira abordagem além de utilizar os conceitos de janela deslizante e etiquetas de referência também aplica a classificação hierárquica. A quarta abordagem aplica um algoritmo genético para identificar quais etiquetas de referência mais contribuem para a precisão do sistema. Um dos principais resultados obtidos foi uma precisão de 4,82 cm em ambiente com 7.000 etiquetas alvo, reduzindo em até 92,91% a média de erro de outras abordagens apresentadas na literatura, inclusive em cenários mais complexos de localização em ambientes internos. Outra contribuição principal da presente tese é a disponibilização pública de um conjunto de dados RFID para futuras pesquisas na área de localização indoor.pt_BR
dc.degree.localCuritibapt_BR
dc.publisher.localCuritibapt_BR
dc.creator.IDhttps://orcid.org/0000-0002-2629-6343pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/1637237301330757pt_BR
dc.contributor.advisor1Fonseca, Mauro Sergio Pereira-
dc.contributor.advisor1IDhttp://orcid.org/0000-0003-1604-0915pt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6534637358360971pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Lazzaretti, André Eugênio-
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/0000-0003-1861-3369pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7649611874688878pt_BR
dc.contributor.referee1Lazzaretti, André Eugênio-
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0003-1861-3369pt_BR
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7649611874688878pt_BR
dc.contributor.referee2Fonseca, Anelise Munaretto-
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0002-0182-7128pt_BR
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/4992303457891284pt_BR
dc.contributor.referee3Pedrini, Hélio-
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0003-0125-630Xpt_BR
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/9600140904712115pt_BR
dc.contributor.referee4Moraes, Igor Monteiro-
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000-0002-5919-7923pt_BR
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/1342924024681635pt_BR
dc.contributor.referee5Amorim, Marcelo Dias de-
dc.contributor.referee5IDhttps://orcid.org/0000-0003-3710-6805pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrialpt_BR
dc.publisher.initialsUTFPRpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOESpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAOpt_BR
dc.subject.capesEngenharia Elétricapt_BR
Aparece nas coleções:CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
aprendizagemmaquinasistemaslocalizacao.pdf6,86 MBAdobe PDFThumbnail
Visualizar/Abrir


Este item está licenciada sob uma Licença Creative Commons Creative Commons