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dc.creatorFabris, Andrey-
dc.date.accessioned2025-05-19T18:38:51Z-
dc.date.available2025-05-19T18:38:51Z-
dc.date.issued2025-04-08-
dc.identifier.citationFABRIS, Andrey. Sistema de posicionamento em ambientes internos baseado em bluetooth low energy com uso de filtragem estocástica e fusão de sensores. 2025. Dissertação (Mestrado em Sistemas de Energia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2025.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/36835-
dc.description.abstractThis work proposes an indoor positioning system (IPS) that integrates multiple radio frequency techniques through a modified Track Fusion with Fused Prediction (TFP) algorithm. The employed signal metrics include Received Signal Strength Indicator (RSSI), Angle of Arrival (AoA), and a combination of both within the Bluetooth Low Energy (BLE) 5.1 framework. While AoA stands out for its precision, low energy consumption, and cost-effectiveness, RSSI is characterized by its simplicity and widespread availability. By applying these measures in algorithms such as multilateration (MLT), trigonometry, and triangulation, the coordinates of a target can be obtained. To validate the system, a dataset containing real RSSI and AoA measurements from a transmitter and four BLE 5.1 receivers in a 14 × 8 meter environment was utilized. The Kalman Filter (KF) was employed to improve the accuracy of multilateration, AoA combined with RSSI, and AoA-only algorithms. Moreover, one more step was considered in the IPS, where the aforementioned KF-filtered outputs are then fused through the modified TFP. Results demonstrate that the proposed scheme, which is referred to as Angle–RSSI Fusion Localization (ARFL), significantly improves localization accuracy compared to other techniques. In particular, it reduces up to 81,61% in the average position error when compared to multilateration with KF. This advanced IPS offers a cost-effective and precise solution suitable for various applications in industries such as healthcare, commerce, and logistics.pt_BR
dc.description.sponsorshipAgência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL)pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paranápt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/pt_BR
dc.subjectSistemas de posicionamento interno (localização sem fio)pt_BR
dc.subjectKalman, Filtragem dept_BR
dc.subjectTecnologia bluetoothpt_BR
dc.subjectAlgorítmos - Desenvolvimentopt_BR
dc.subjectDesempenho - Avaliaçãopt_BR
dc.subjectPython (Linguagem de programação de computador)pt_BR
dc.subjectIndoor positioning systems (Wireless localization)pt_BR
dc.subjectKalman filteringpt_BR
dc.subjectBluetooth technologypt_BR
dc.subjectAlgorithms - Developmentpt_BR
dc.subjectPerformance - Evaluationpt_BR
dc.subjectPython (Computer program language)pt_BR
dc.titleSistema de posicionamento em ambientes internos baseado em bluetooth low energy com uso de filtragem estocástica e fusão de sensorespt_BR
dc.title.alternativeBluetooth low energy-based indoor positioning system using stochastic filtering and sensor fusionpt_BR
dc.typemasterThesispt_BR
dc.description.resumoEste trabalho propõe um sistema de posicionamento em ambientes internos (IPS, do inglês Indoor Positioning System), integrando múltiplas técnicas de radiofrequência por meio de um algoritmo modificado de Fusão por Trajetória com Predição Combinada (TFP, do inglês Track model with Fused Prediction). As métricas de sinais utilizadas incluem o Indicador de Intensidade de Sinal Recebido (RSSI, do inglês Received Signal Strength Indicator), o Ângulo de Chegada (AoA, do inglês Angle of Arrival), e uma combinação de ambas, dentro da estrutura do Bluetooth Low Energy (BLE) 5.1. Embora o AoA se destaque por sua precisão, baixo consumo de energia e custo-benefício, o RSSI é caracterizado por sua simplicidade e ampla disponibilidade. Ao adotar essas medidas em algoritmos como a multilateração (MLT), a trigonometria e a triangulação, é possível obter as coordenadas geográficas de um alvo. Para a validação do sistema, foi utilizada uma base de dados com medições reais de RSSI e AoA provenientes de um transmissor e quatro receptores BLE 5.1 em um ambiente de 14×8 metros. O Filtro de Kalman (FK) foi empregado para aprimorar a precisão dos algoritmos de multilateração, da combinação de AoA com RSSI e do uso exclusivo de AoA. Além disso, foi considerada uma etapa adicional no IPS, na qual as saídas filtradas pelo FK são fundidas por meio do TFP modificado. Os resultados demonstram que o esquema proposto, denominado Localização por Fusão de Ângulo–RSSI (ARFL, do inglês Angle–RSSI Fusion Localization), melhora significativamente a precisão da localização em comparação com outras técnicas. Em particular, o erro médio de posição é reduzido em até 81,61% em relação à multilateração com FK. O sistema desenvolvido apresenta uma solução precisa e de baixo custo, adequada para diversas aplicações em setores como saúde, comércio e logística.pt_BR
dc.degree.localCuritibapt_BR
dc.publisher.localCuritibapt_BR
dc.creator.IDhttps://orcid.org/0009-0003-9107-6261pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/0276035765121876pt_BR
dc.contributor.advisor1Rayel, Ohara Kerusauskas-
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-9543-9811pt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3075119518945729pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Rebelatto, João Luiz-
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/0000-0002-1682-2215pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8633387185514637pt_BR
dc.contributor.referee1Chang, Bruno Sens-
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0003-0232-7640pt_BR
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8237248707461788pt_BR
dc.contributor.referee2Ortiz Guerra, Erik-
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0002-2447-2892pt_BR
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/4273095771614336pt_BR
dc.contributor.referee3Rayel, Ohara Kerusauskas-
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0002-9543-9811pt_BR
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/3075119518945729pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Sistemas de Energiapt_BR
dc.publisher.initialsUTFPRpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICApt_BR
dc.subject.capesEngenharia Elétricapt_BR
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