Hibrit kapalı alan konumlandırma sistemi geliştirilmesi
Development of hybrid indoor positioning system
Yazar: İSMAİL DERVİŞOĞLU
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ URAZ YAVANOĞLU
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Bilgisayar Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control
Dizin: Bluetooth = Bluetooth ; Geniş bantlı şebekeler = Broadband networks ; Kapalı alanlar = Closed spaces ; Konumlandırma = Positioning

Özet:
Günümüzde en yaygın olarak kullanılan konumlandırma teknolojisi GPS teknolojisidir. Bu teknoloji, dış ortamda ekonomik ve etkin konumlandırma sağlayabilmektedir. Ancak, kapalı ortamlardaki engellerden kaynaklı olarak GPS sinyallerinde yüksek düzeyde bozulma olması nedeniyle, bu ortamlar için hassas konum belirlemede GPS teknolojisinin kullanımı sınırlıdır. Bu bilgiler dikkate alındığında, kişilerin veya nesnelerin konumlarının tespit edilmesi ve hareketlerinin takip edilmesinin önemli olduğu ofis, endüstriyel tesis ve hastane gibi kapalı alanlarda konum tespiti için farklı teknolojilerin kullanılması gerekmektedir. Kapalı ortamlarda farklı teknolojiler kullanılarak düşük maliyet ve yüksek konumlandırma doğruluğu ile etkin bir şekilde konum belirlenmeye çalışılır.  Konumlandırma teknolojilerinin teknik özelliklerine bağlı olarak konumlandırma sistemleri maliyet ve yüksek konumlandırma doğruluğu kısıtları ile kendi içerisinde farklılaşmaktadır. Yüksek konumlandırma doğruluğu sağlayan teknolojiler maliyetli olurken, uygun maliyetli çözümler istenilen hassasiyeti sağlayamamaktadır. Bu durumda, kapalı alanlarda maliyet ve konumlandırma hassasiyeti gereksinimleri dikkate alınarak optimum bir çözüm bulmak önem kazanmaktadır.  Bu tez çalışmasında, farklı gereksinimler göz önünde bulundurularak, birbirinden teknoloji olarak farklılaşan ve dolayısıyla sundukları özellikler açısından da farlılık gösteren teknolojiler bir arada kullanılarak kapalı alan konum tespiti için optimum çözüm üretilmesi amaçlanmıştır. Tez kapsamında, BLE ve UWB teknolojileri birlikte kullanılarak hibrit bir kapalı alan konumlandırma sistemi geliştirilmiştir. Geliştirilen hibrit konumlandırma sisteminde BLE teknolojisi tabanlı ve UWB teknolojisi tabanlı konumlandırma sistemleri tasarlanırken, bu konumlandırma sistemleri senkronize bir şekilde birlikte kullanılmıştır. Hibrit sistemde sunulan BLE teknolojisi tabanlı ve UWB teknolojisi tabanlı konumlandırma sistemlerinin konum hassasiyetleri ve bu hassasiyeti sağlamak için kullanılan teknoloji maliyetleri, çalışma amacı doğrultusunda hibrit sistemin etkinliğini göstermek için iki farklı yapıdaki kapalı ortam kullanılarak analiz edilmiştir. Sonuç olarak, kapalı alan konum tespiti için iki farklı teknolojinin birlikte kullanıldığı ve böylece maliyet ve performans gibi gereksinimler göz önünde bulundurulduğunda optimum bir çözüm sunan hibrit bir kapalı alan konumlandırma sistemi önerilmiştir.

Abstract:
The most widely used positioning technology today is GPS technology. This technology can provide economical and effective positioning in the external environment. However, the use of GPS technology for precise location determination for indoor environments is limited due to the high degradation of GPS signals due to indoor obstructions. Considering this information, it is necessary to use different technologies for location detection in closed areas such as offices, industrial facilities and hospitals, where it is important to detect the positions of people or objects and to follow their movements. By using different technologies in closed environments, it is tried to determine the location effectively with low cost and high positioning accuracy. Depending on the technical features of positioning technologies, positioning systems differ in themselves with cost and high positioning accuracy constraints. While technologies that provide high positioning accuracy are costly, cost-effective solutions cannot provide the desired accuracy. In this case, it becomes important to find an optimum solution considering the cost and positioning accuracy requirements in confined spaces. In this thesis, it is aimed to produce an optimum solution for indoor location determination by using technologies that differ from each other in terms of technology and therefore differ in terms of the features they offer, taking into account different requirements. Within the scope of the thesis, a hybrid indoor positioning system has been developed by using BLE and UWB technologies together. In the hybrid positioning system developed, BLE technology-based and UWB technology-based positioning systems were designed, while these positioning systems were used together in a synchronized manner. The position sensitivities of the BLE technology-based and UWB technology-based positioning systems offered in the hybrid system and the technology costs used to provide this precision were analyzed using two different indoor environments to show the effectiveness of the hybrid system in line with the study purpose. As a result, a hybrid indoor positioning system is proposed, in which two different technologies are used together for indoor location detection, thus offering an optimum solution when considering cost and performance requirements.