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O sistema proposto em [93] tem como objetivo a localização indoor de pessoas. Para isto, técnicas de localização visual e RFID são empregadas. Além da localização, através da tecnologia RFID, a identificação das pessoas também é realizada. Neste sistema, etiquetas RFID do tipo ativa são afixadas no chão do ambiente, servindo como coordenadas de referência, enquanto um leitor RFID é carregado por cada pessoa que se deseja realizar a localização e identificação.

O IPS proposto exige uma fase inicial de configuração (setup), onde é criada uma tabela contendo um nível qualitativo de sinal, baseado no RSSI de cada etiqueta e na faixa de distância estimada entre a etiqueta e o leitor. A partir desta tabela, uma leitura futura de RSSI pode estimar a distância em que a etiqueta está do leitor.

No cenário de execução da localização RFID, as etiquetas são posicionadas em um intervalo de 2 metros de distância. Uma técnica denominada “Sensing Overlap Area” é proposta. Nesta técnica, o RSSI obtido pelo leitor a partir de cada etiqueta de referência é relacionado à tabela da fase de configuração, podendo assim obter a região estimada do leitor.

Na Figura 26, os números com fundo vermelho representam as etiquetas. O círculo roxo ao redor das etiquetas demonstra que, um leitor posicionado naquela região, está dentro do nível mais alto de intensidade de sinal (conforme a tabela da fase de setup). O bloco azul demonstra que o nível de sinal daquela região não alcançou o nível máximo

em nenhuma etiqueta, mas chegou ao segundo nível de intensidade para as etiquetas 2 e 5. O bloco amarelo indica que o nível de sinal da etiqueta 5 alcançou o segundo nível e as etiquetas 6 e 8 alcançaram o terceiro nível. Por fim, o bloco verde demonstra a posição de um leitor que obteve um nível de sinal fraco (terceiro nível) a partir das etiquetas 4, 5, 7 e 8.

No sistema de localização visual, é empregado o método de subtração de

background a fim de estimar a posição de cada pessoa presente no ambiente. Assim,

uma fotografia do ambiente é capturada sem nenhuma pessoa estar presente e, durante o processo de localização, uma nova imagem capturada é compara a primeira fotografia. A diferença existente entre as imagens deve fornecer o bloco de pixels em que as pessoas estão posicionadas. Métodos morfológicos como erosão e dilatação também são empregados visando eliminar o ruído e oferecer maior precisão.

Figura 26 – Leiaute do ambiente na técnica empregada na localização RFID. Fonte: [93]. O método de fusão empregado utiliza a localização estimada pelo sistema RFID em conjunto às coordenadas fornecidas pela localização visual. Para cada leitor localizado pelo sistema RFID, o método de fusão busca as coordenadas mais próximas fornecida pelo sistema visual. Assim, a localização final da pessoa identificada pelo sistema RFID é dada pelas coordenadas fornecidas pela localização visual.

A Figura 27 ilustra um diagrama do cenário e das possíveis respostas para cada parte do sistema de localização. Em (a), os pontos azuis representam os leitores RFID identificados e localizados. Em (b), cada ponto vermelho representa uma pessoa presente no ambiente, obtido pela técnica de subtração de background. Finalmente, em (c), o método de fusão realiza a ligação entre as coordenadas das fases anteriores, fornecendo a localização final de cada pessoa.

Figura 27 – Diagrama esquemático da localização RFID (a), visual (b) e o método de fusão proposto (c). Fonte: [93].

Os experimentos realizados, quando aplicados a múltiplas pessoas simultaneamente, demonstraram precisão de 1 metro de distância, tendo uma probabilidade de sucesso de 83% quando utilizado somente a localização RFID e 89% quando empregada somente a localização visual. A partir do método de fusão proposto, o sistema de localização foi capaz de identificar e localizar pessoas obtendo uma precisão de 1 metro com 95% de probabilidade de sucesso.

3.2.4 Otimização de IPS RFID através do Padrão de Movimentação de Objetos

Em [7], o método de fusão está baseado na extração da região de interesse (ROI). No IPS proposto, o leitor RFID é acoplado ao objeto alvo e, através de etiquetas de referência, obtém uma região reduzida no qual a localização visual deve atuar. No sistema visual, um algoritmo denominado block matching é aplicado, com o intuito de obter uma localização mais precisa do objeto.

Neste trabalho, o sistema de localização RFID necessita de etiquetas de referência (passivas) espalhadas no chão do ambiente, em padrão triangular. Previamente, em cada etiqueta de referência é armazenada a sua respectiva posição (x, y) em que está localizada no ambiente. O ROI obtido é uma área retangular, baseado nas leituras das etiquetas de referência que estavam ao alcance do leitor no momento da sua ativação.

A Figura 28 ilustra um exemplo de extração do ROI. As etiquetas de referência são representadas pelos pontos pretos e estão distribuídas em um intervalo de 10 cm. A área de cobertura do leitor é representada pela circunferência cinza. A partir desta cobertura, é determinada a dimensão da área retangular, cujas coordenadas serão informadas ao algoritmo de localização visual. Nos experimentos realizados, o leitor foi configurado para emitir um sinal fraco, alcançando no máximo três etiquetas para cada lado.

Figura 28 – Padrão triangular das etiquetas de referência, cobertura do leitor RFID e extração da região de interesse. Fonte: [7].

No que concerne à localização visual, uma câmera é afixada ao teto da sala e captura as imagens de acordo com o ROI estimado pela localização RFID. O trabalho proposto utiliza o algoritmo block matching para detectar o objeto alvo no cenário. O block

matching é um algoritmo que realiza a comparação de blocos da imagem entre o frame

atual (i) e o frame anterior (i-1). Assim, é analisada a movimentação do objeto e a diferença existente entre cada frame. Devido a dificuldades enfrentadas em relação à luminosidade do ambiente, um algoritmo morfológico também é empregado. No processo de morfologia, determinados pixels da imagem são alterados para seguir o padrão de movimentação do objeto. Além disso, somente componentes cromáticos são utilizados.

Foram realizados experimentos com o objeto presente em 48 posições distintas. O sistema proposto obteve um erro médio de 0,72 cm com uma variação de 0,16 cm.