Teoria do posicionamento óptico: se a distância puder ser medida, a localização poderá ser determinada. Luz visível, luz infravermelha, laser e outras fontes de luz que podem medir a distância entre a fonte de luz e os receptores também podem ser usadas para fins de posicionamento. Elas têm uma variedade de aplicações em cenários práticos.

Tecnologia de posicionamento de luz visível

A tecnologia de comunicação por luz visível (VLC) permite a transmissão de informações pela internet. De modo geral, a tecnologia de Fidelidade de Luz utiliza todos os tipos de luz visível como fonte de sinal. O controlador liga e desliga a luz para controlar a comunicação entre a fonte de luz e o receptor do terminal. Entre elas, a tecnologia de posicionamento por luz visível baseada em LEDs é amplamente utilizada:

• Método de posicionamento LED-ID
• Método de posicionamento TOF (Tempo de Voo)
• Método de posicionamento RSSI (Indicação de Intensidade do Sinal Recebido)

O método de posicionamento LED-ID atribui um ID fixo a cada LED. Em seguida, o receptor determina sua posição obtendo as informações de ID no sinal. A precisão desse método de posicionamento depende principalmente da disposição dos LEDs. Aumentar o número de LEDs pode efetivamente aumentar a precisão, mas a complexidade do algoritmo correspondente também aumentará. Ele pode ser usado para localização de presença, como verificar se um receptor está em uma sala.

O método de localização TOF utiliza informações de tempo do LED enviadas a um receptor, e a diferença de tempo permite a medição da distância, que então utiliza triangulação e outros métodos de posicionamento. A principal dificuldade desse método é que os cronômetros do transmissor e do receptor devem estar rigorosamente alinhados. A precisão pode ser de até um centímetro.

O método de posicionamento RSSI mede a distância entre o ponto de detecção e o LED, recebendo a intensidade do sinal recebido. Ele pode alcançar um efeito de posicionamento mais preciso sem a necessidade de cronômetros de emissor e receptor. Possui uma estrutura simples e é fácil de implementar. É um método de posicionamento de luz visível amplamente utilizado em ambientes internos.

O principal problema com o posicionamento da luz visível é que a luz pode ser facilmente bloqueada, e há muitas limitações no uso prático.

Tecnologia de posicionamento infravermelho

Existem dois tipos de tecnologia de posicionamento infravermelho:

A primeira é que o alvo a ser localizado utiliza um localizador infravermelho, que emite um raio infravermelho modulado. O raio infravermelho é recebido por um sensor de posicionamento instalado na sala.

A segunda é cobrir o espaço a ser medido por vários pares de transmissores e receptores. Os transmissores e receptores tecem uma rede infravermelha para localizar um alvo em movimento.

Atualmente, ele é adequado apenas para o posicionamento preciso e o registro da trajetória de objetos simples em laboratório e o rastreamento de robôs autopropelidos internos.

Posicionamento Visual Computacional

O sistema de posicionamento visual é dividido em duas categorias. Uma delas consiste em determinar a posição do sensor coletando imagens de sensores em movimento. Com base na seleção de diferentes pontos de referência, ele pode ser dividido em referenciar um modelo de construção 3D, imagem, alvo pré-implantado, projeção de alvo, referenciar outros sensores e nenhuma referência, o que é chamado de SLAM (Localização e Mapeamento Simultâneos). Ele também pode ser usado para determinar a posição de um alvo em uma imagem com um sensor de posição fixa.

Referenciar modelos e imagens 3D de edifícios significa compará-los com o banco de dados de estruturas de edifícios existente e imagens pré-calibradas. Para aumentar a robustez, referenciar o alvo pré-implantado utiliza um sinal de imagem específico (como um código QR) organizado como ponto de referência. Referenciar o alvo de projeção significa projetar o ponto de referência no ambiente interno com base na referência ao alvo pré-implantação. Referenciar outros sensores permite a combinação de dados de outros sensores para melhorar a precisão, a cobertura ou a robustez.

A outra categoria é usar o reconhecimento de imagem para comparar as informações da imagem em tempo real com o banco de dados e, em seguida, realizar o posicionamento. A desvantagem é que o processamento de imagens consome tempo e tem baixo desempenho em tempo real.

A tecnologia SLAM é amplamente utilizada em direção autônoma e controle de robôs.

Vantagens do posicionamento infravermelho

• Precisão relativamente alta
• Localizar alvo em movimento

Desvantagens do posicionamento infravermelho

• Curta distância de transmissão
• Baixa capacidade de penetração
• Layout complexo
• Alto custo

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