Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

The use of Bluetooth BLE technology for the localization of an autonomous vehicle

Karol Oleksiuk

Abstract

In this work I will present a project and test of the positioning system using Bluetooth Low Energy technology. It is a system dedicated to applications in confined spaces, where access to traditional location techniques based on GNSS is impossible The concept of the system assumes the presence of many transmitters – beacons and at least one receiver, which, having information about the signal strength, a minimum of 3 beacons can determinate its position. The system will use ESP32 WROOM modules with built-in or external omnidirectional antenna, which will work as transmitters and receivers. Also will be used laptop, which will be calculating mobile robot’s position, basing on data revived by the UART serial bus. The algorithm for calculating the position will consist any number of transmitters. The basis of working will be the knowledge of the position of the transmitter and the calculated distance between the transmitter and the receiver. This will allow to calculate the position of the receiver using the geometric method of calculating the intersection points of many circles using the “round robin” method. The man assumption is that the transmitting devices will use as little energy as possible, which will make them independent of the location of the power source. The diploma thesis has been divided into three parts. In the first part of the work I will try to introduce Bluetooth Low Energy technology and basic parameters and capabilities of the used ESP32 module in the WROOM version. Next, the work of the receiver and the transmitter will be described in detail, their software will be analysed with emphasis on aspects that are directly related to the topic of work. The entire algorithm on which the position of the robot will be based will also be described in detail, then I will present the concept of the finished device. In the last part of the work, the entire system will be tested, what give possibility to formulate appropriate conclusions summarizing the effect of my work and the usefulness of the system in the robotic applications.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Karol Oleksiuk (FACME) Karol Oleksiuk,, Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Title in Polish
Wykorzystanie technologii Bluetooth BLE do lokalizacji pojazdu autonomicznego
Supervisor
Przemysław Szulim (FACME/IV) Przemysław Szulim,, Institute of Vehicles (FACME/IV)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Szymon Gontarz (FACME/IV) Szymon Gontarz,, Institute of Vehicles (FACME/IV)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Certifying unit
Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Affiliation unit
Institute of Automotive Engineering (FACME/IV)
Study subject / specialization
, Mechatronika Pojazdów i Maszyn Roboczych
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
21-01-2019
Issue date (year)
2019
Pages
56
Internal identifier
SIMR; D-2026
Reviewers
Marcin Jasiński (FACME/IV) Marcin Jasiński,, Institute of Vehicles (FACME/IV)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME) Przemysław Szulim (FACME/IV) Przemysław Szulim,, Institute of Vehicles (FACME/IV)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Keywords in Polish
1.Lokalizacja robota, 2.Nawigacja w pomieszczeniach, 3.Bluetooth Low Energy, 4.Beacon
Keywords in English
1.Robot localization, 2.Indoor navigation, 3.Bluetooth Low Energy, 4.Beacon
Abstract in Polish
W niniejszej pracy przedstawię projekt oraz badania systemu lokalizacji z wykorzystaniem technologii Bluetooth Low Energy. Jest to system dedykowany aplikacją w pomieszczeniach zamkniętych, gdzie dostęp do tradycyjnych technik lokalizacyjnych opartych o GNSS jest niemożliwy. Koncepcja systemu zakłada obecność wielu nadajników-radiolatarni oraz przynajmniej jednego odbiornika, który posiadając informacje o sile sygnału minimalnie 3 radiolatarniami może określić swoją pozycję. W systemie wykorzystane zostaną moduły ESP32 WROOM z wbudowaną lub zewnętrzną anteną dookólną, które będą pełniły rolę nadajników i odbiornika. Wykorzystany zostanie także laptop, do którego przesyłane będą dane z odbiornika poprzez magistralę szeregową UART w celu estymacji lokalizacji robota. Algorytm do obliczenia pozycji będzie zakładał dowolną ilość nadajników. Podstawą jego działania będzie znajomość pozycji nadajnika oraz obliczona odległość między nadajnikiem a odbiornikiem. Pozwoli to na obliczenie pozycji odbiornika, stosując geometryczną metodę obliczania punktów przecięć wielu okręgów metodą „każdy z każdym”. Głównym założeniem jest to, że urządzenia nadawcze będą zużywać możliwe najmniejsze ilości energii, co będzie je czynić niezależnymi od lokalizacji źródła zasilenia. Praca dyplomowa została podzielona na 3 części. W pierwszej części pracy postaram się przedstawić technologię Bluetooth Low Energy oraz podstawowe parametry i możliwości użytego modułu ESP32 w wersji WROOM. Następnie szczegółowo opisana zostanie praca odbiornika i nadajnika, ich oprogramowanie zostanie przeanalizowane z naciskiem na aspekty, które bezpośrednio wiążą się z tematem pracy. Zostanie także szczegółowo opisany cały algorytm, na którym opierać się będzie estymacja pozycji robota w przestrzeni, następnie przedstawię koncepcję gotowego urządzenia. W ostatniej części pracy przedstawiony zostanie cały system, dzięki któremu możliwe będzie sformułowanie odpowiednich wniosków podsumowujących efekt mojej pracy oraz przydatność systemu w aplikacjach robotycznych.
File
  • File: 1
    Praca_dyplomowa_.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 30454

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT7a01d7aa0a35477eaae09f2b31174014/
URN
urn:pw-repo:WUT7a01d7aa0a35477eaae09f2b31174014

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page