DESCRIPCIÓN DEL RESULTADO DE INVESTIGACIÓN

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1 REF.: TIC_UAH_13 SECTOR INDUSTRIAL INVESTIGADOR DEPARTAMENTO DATOS DE CONTACTO PÁGINA WEB Tecnologías de la Información y la Comunicación Jesús Ureña Ureña Electrónica jesus.urena@uah.es Grupo de Ingeniería Electrónica Aplicada a Espacios Inteligentes y Transporte DESCRIPCIÓN DEL RESULTADO DE INVESTIGACIÓN TÍTULO Sistema de Localización y Posicionamiento Ultrasónico para Espacios Extensos RESUMEN El grupo de investigación GEINTRA de la UAH ofrece un sistema posicionamiento ultrasónico, de fácil configuración, calibración y despliegue, que se puede dimensionar para cubrir entornos interiores extensos. El funcionamiento es tipo GPS, con balizas activas, orientado a la privacidad, sin límite de nodos localizándose de modo simultáneo. Los algoritmos usados permiten lidiar con problemas de ruidos, propagación multicamino y efectos cerca-lejos, consiguiendo precisiones centimétricas. GEINTRA busca alcanzar acuerdos con empresas que trabajen en el sector TIC y de las telecomunicaciones para alcanzar acuerdos de cooperación técnica. DESCRIPCIÓN Y CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTALES El sistema de posicionamiento local está basado en emisores ultrasónicos ubicados en el techo o emplazamientos elevados y receptores que se ubican en los nodos a posicionar, que se supone que

2 navegan por el suelo o están ubicados sobre él. Las balizas emisoras se codifican con distintas secuencias binarias (técnicas multiacceso DS-CDMA) y se modulan a la frecuencia ultrasónica de interés (en torno a 40 khz). Los transductores empleados garantizan la ausencia total de contaminación sonora. El sistema se caracteriza por la ausencia de sincronismo entre las balizas emisoras y los nodos receptores. Cada receptor calcula su posición de modo independiente y orientado a la privacidad. No hay límite en cuanto al número de nodos a localizar de modo simultáneo. El despliegue se realiza a partir de módulos de 4 ó 5 emisores ensamblados en una estructura conjunta que tiene una cobertura sobre el suelo de unos 50 m2. Con este número de emisores se pueden acometer indistintamente posicionamientos 2D ó 3D. Pueden emplearse tantos módulos de este tipo como se requieran, con zonas de cobertura que pueden superponerse o no, según las necesidades del espacio total a cubrir. En el despliegue inicial se requiere una calibración del sistema, esto es, la determinación de las coordenadas de los emisores; esto se realiza de modo automático con un robot móvil que porte un nodo receptor o de modo semiautomático realizando medidas desde varias posiciones conocidas. Una vez calibrado el primer módulo, el resto se van referenciando al sistema de localización del mismo, también de modo automático o semiautomático. El método de posicionamiento está basado en trilateración hiperbólica a partir de diferencias de tiempo de vuelo. Los algoritmos de bajo y alto nivel están depurados para tolerar altos niveles de ruido sonoro (por ejemplo se han realizado pruebas con taladradoras conectadas en el entorno de localización), para minimizar los efectos de propagación multicamino (que son los que más errores introducen en este tipo de sistemas) y los efectos cerca-lejos, de modo que las balizas más cercanas no cieguen a las más lejanas. Las precisiones de posicionamiento que se consiguen son de orden centimétrico, incluso en entornos relativamente hostiles. Se pueden llegar a obtener hasta unas cinco actualizaciones de posición por segundo. En definitiva, se trata de un sistema de bajo coste que ha sido probado para la navegación de robots móviles, con algoritmos que fusionan la información de localización externa proporcionada por el sistema ultrasónico con la propia del dead reckoning del robot. Su adaptación y utilización para otras aplicaciones (localización de personas u objetos) es inmediata ya que sólo hay que analizar la ubicación del micrófono receptor para evitar, al menos en un número suficiente de casos, las obstrucciones del camino directo de señal ultrasónica. ASPECTOS INNOVADORES La novedad del sistema de posicionamiento ultrasónico de bajo coste radica en su facilidad de despliegue (con un montaje rápido y calibración automática o semiautomática) y escalabilidad a cualquier espacio; así como en las prestaciones alcanzadas, al conseguirse precisiones centimétricas aun en condiciones de ruido ambiente y configuraciones multicamino muy desfavorables.

3 PALABRAS CLAVE Sistema de posicionamiento ultrasónico, navegación en interiores; codificación de señales; calibración automática. DISCIPLINAS CIENTÍFICAS EN LAS QUE SE ENCUADRA EL RESULTADO DE INVESTIGACIÓN Tecnologías de la Información y las Telecomunicaciones Fabricación Industrial, tecnologías de los Materiales y el Transporte Tecnologías Industriales Energía Ciencias Físicas y Exactas Ciencias Biológicas Agricultura y Recursos Marinos Industria de la Agroalimentación Medidas y estándares Medioambiente y prevención de riesgos Socioeconomía GRADO DE DESARROLLO DEL RESULTADO DE INVESTIGACIÓN En fase de desarrollo Desarrollada, lista para demostración En el mercado FUENTE DE FINANCIACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN Proyecto Europeo Proyecto Nacional Proyecto Regional Financiación Privada

4 ASPECTOS COMERCIALES VENTAJAS COMPETITIVAS El uso del sistema de posicionamiento descrito para navegación en interiores permite cubrir, de forma sencilla, escalable y a bajo coste, un entorno extenso en un tiempo de instalación mínimo y muy poco intrusivo. Es compatible con todo tipo de sistemas que utilicen radiofrecuencia y no se ve afectado por ruidos sonoros. Permite, igualmente, el posicionamiento de cualquier número de nodos. ESTADO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL E INTELECTUAL Patente solicitada Patente concedida Software registrado Derechos exclusivos Secreto industrial Copyright COMENTARIOS Aunque no se ha solicitado ninguna patente, se cuenta con el background de sucesivas mejoras y actualizaciones del sistema que permiten una ventaja competitiva obvia frente a cualquiera que comenzase con el desarrollo de un producto de estas características. TIPO DE COLABORACIÓN SOLICITADA Cooperación técnica Acuerdo de joint venture Acuerdo comercial con asistencia técnica Acuerdo de licencia Acuerdo de fabricación COMENTARIOS Cualquier cooperación técnica contará con todo el conocimiento y desarrollos sucesivos realizados con este sistema.

5 INFORMACIÓN ADICIONAL DATOS DE CONTACTO OTRI UNIVERSIDAD DE ALCALÁ-OFICINA DE TRANSFERENCIA DE RESULTADOS DE INVESTIGACIÓN (OTRI) Edifício Politécnico Campus Externo UAH Alcalá de Henares (Madrid) / otriuah@uah.es