@ -541,24 +541,77 @@ In Tabelle \ref{tab:messpunkte} sind die einzelnen Messpunkte und Abstände zu d
\endhead
%
A & 57,7 & 57,7 & 57,7 \\
B & 86.5& 50 & 50 \\
C &115,4 & 40 & 70,5 \\
D &67 & 75 & 68 \\
B & 86,7& 50 & 50 \\
C &74,3 & 39 & 113,2 \\
D &77,5 & 150 & 85 \\
\end{longtable}
Um eine Konstante Messung zu gewährleisten werden die Beacon mittig auf den Referenzpunkt in gleicher Orientierung positioniert. Das Smartphone wird so auf den Messpunkten platziert, das der Messpunkt in der Mitte des Geräts ligt.
Da die Anordnung der Antennen gerade im Smartphone nicht bekannt sind, wird die Entfernung zwischen den Beacon und dem Smartphone immer von der Mitte der Geräte gemessen.
Um eine Konstante Messung zu gewährleisten werden die Beacon mittig auf den Referenzpunkt in gleicher Orientierung positioniert. Das Smartphone wird so platziert, das der Messpunkt in der Mitte des Geräts liegt. Die Entfernung zwischen Smartphone und Beacon wird von der Mitte der Geräte gemessen. Um die Winkelabhängige Dämpfung die in Abschnitt \ref{winkeleinfluss} beschrieben ist zu beurteilen, werden zwei Messreihen pro Messpunkt durchgeführt. Dabei wird das Smartphone zwischen den beiden Messreihen einmal um \SI{180}{\degree} rotiert. Wie aus Abbildung \ref{fig:zones} hervor geht wird die Spitze des Dreiecks durch den Beacon ``690f`` gekennzeichnet.
# Ergebnisse
- Zunächst die Lokalisierung betrachten und dann zu den Gründen wieso diese nicht gut sind!
- Fehlerhafte Zeitlicher Verlauf beim Empfang der Daten
Zunächst soll der Einfluss der Kalibrierung auf die Entfernungsberechnung betrachtet werden. Die Ermittlung der Entfernung findet mit Formel \ref{eq:beacondistance} statt. Gegenübergestellt werden die Konstanten aus der Android Beacon Library für das Nexus 4 sowie die Konstanten aus der Kalibrierung in Abschnitt \ref{durchfuxfchrung-der-kalibrierung}. Dabei wird der relative Fehler über die gemessenen Entfernungen betrachtet. Abbildung \ref{fig:erg-kalibrierung} zeigt das Verhältnis vom durchschnittlichen relative Fehler gegenüber den verschiedenen Referenzentfernungen. Die Verbindungslinien zwischen den Messpunkten dienen der besseren Visualisierung und stellen keine Interpolation der Zwischenwerte da. Die rot eingefärbten Linien zeigen den Einsatz der $txPower$, die blau eingefärbte die der $scPower$. Dabei kennzeichnet die durchgezogene Linie die Verwendung der Nexus 4 Konstanten und die gestrichelte die der Kalibrierungs-Konstanten.
Zu erkennen ist, dass der relative Fehler durch den Einsatz der kalibrierten Konstanten zunimmt. Im Mittel steigt der Fehler über die gemessenen Entfernungen unter Einsatz der $txPower$ von \SI{94,32}{\percent} für die Nexus 4 Konstanten auf \SI{170}{\percent} bei den kalibrierten Konstanten. Unter Verwendung der $scPower$ liegt der mittlere Fehler bei \SI{58,4}{\percent} für die Nexus 4 Konstanten und \SI{98,77}{\percent} bei den kalibrierten Konstanten. Der maximale Fehler aller 4 Auswertungen ist bei \SI{0.577}{\meter} am größten.
Die angewandte Methode zur Kalibrierung hat somit einen negativen Einfluss auf die Entfernungsberechnung. Ein Grund hierfür kann die Beschränkung des Messbereichs zur Kalibrierung auf \SI{2}{\meter} sein. Durch die Anpassung des Kalibrierungsbereichs wird das System allgemein instabiler da schwankungen sich stärker Auswirken. Dies lässt sich anhand der Referenzmessung aus Abschnitt \ref{winkeleinfluss} Smartphone Rotation zeigen. Hierbei ändert sich der gemessene \ac{rssi}-Wert bei gleicher Entfernung zum Beacon je nach Einfallswinkel. Tabelle \ref{tab:einfallswinkeleinfluss} stellt den relativen Fehler bei der Ermittlung der Distanz bei den gemessenen Einfallswinkeln dar. Es ist zu Erkennen das der Fehler mit den kalibrierten Konstanten stark von den der Nexus 4 Konstanten abweicht. Dabei nimmt die Differenz der Abweichung mit steigendem \ac{rssi}-Wert zu.
\begin{longtable}{lllll}
\caption{Vergleich zwischen den Nexus 4 Konstanten und den Konstanten aus der Kalibrierung anhand der Referenzmessung des Einfallswinkels aus Abschnitt \ref{winkeleinfluss} Smartphone Rotation.}
\label{tab:einfallswinkeleinfluss}\\
\toprule
&& \multicolumn{2}{l}{Relativer Fehler in \si{\percent}} & \\
Als nächstes wird die Auswirkung der $scPower$ anstelle der $txPower$ bei der Entfernungsberechnung untersucht. In Abbildung \ref{fig:erg-kalibrierung} zeigt sich, dass die $scPower$ einen positiven Einfluss auf die Entfernungsermittlung hat. Dabei liegt der durchschnittliche Fehler beim Einsatz der $scPower$ über die verschiedenen Referenzentfernungen um \SI{35,92}{\percent} niedriger als bei der Verwendung der $txPower$. Abbildung \ref{fig:distScTx} veranschaulicht das Verhältnis zwischen den errechneten Entfernungen mittels $scPower$ und $txPower$. Es ist zu erkennen, dass die Entfernungswerte der $scPower$ dichter beieinander liegen, eine geringere Streuung aufweisen und eine geringere Abweichung zur Referenz Entfernung aufweisen.
3. Filter
4. Lokalisierung
- Connections wären sinnvoll
- Kalibrierung
- Höhere Rate bei der Übertrragung für mehr messdaten
- Höhere Rate bei der Übertragung für mehr messdaten
- Correlation RSS und scPower!
- Fehlerhafte Zeitlicher Verlauf beim Empfang der Daten
- Zunächst die Lokalisierung betrachten und dann zu den Gründen wieso diese nicht gut sind!
- alle Messungen als Smartphone in 0 und 180 Grad im Versuchsaufbau (0 Grad Höhrer nach oben)
- Ermittlung eines gleitenden Mittelwertes vom RSSI
- Ermittlung eines gewichteten gleitenden Mittelwertes vom RSSI
- Bestimmung der Entfernung durch den gemessenen und errechneten RSSI
- mit Standard wert der Android Beacon Library
- mit Kalibrierten werten
- Bestimmung des relativen Fehlers der ermittelten Entfernungen
- Positionsbestimmung aus allen Entfernungsberechnungen
- Fehlerbestimmung der Positionsbestimmung
- Relativer Fehler ermittelter Punkt zum realen Punkt
- Relativer Fehler zwischen ermittelten Radii und Radii des errechneten Punkts (hier würde 0 raus kommen wenn die kreise einen gemeinsamen Schnittpunkt haben)
Sebastian Preisner
2 years ago