sistemas de localización y posicionamiento

SISTEMAS DE LOCALIZACIÓN Y
POSICIONAMIENTO
Máster Universitario en
Sistemas Electrónicos Avanzados.
Sistemas Inteligentes.
Universidad de Alcalá
Curso Académico 2011/12
GUÍA DOCENTE
Nombre de la asignatura:
Sistemas de Localización y Posicionamiento
Código:
200358
Titulación en la que se imparte:
Máster Universitario en Sistemas Electrónicos
Avanzados. Sistemas Inteligentes
Departamento
Conocimiento:
y
Área
de
Dpto. Electrónica
Carácter:
Optativa
Créditos ECTS:
6
Curso y cuatrimestre:
1er curso. 2º cuatrimestre
Juan Jesús García Domínguez ([email protected])
Profesorado:
Mª Carmen Pérez Rubio ([email protected])
Ana Jiménez Martín ([email protected])
Horario de Tutoría:
Publicado en la página web de la asignatura
Idioma en el que se imparte:
Español / inglés
1. PRESENTACIÓN
El objetivo principal de esta asignatura es proporcionar al alumno el conocimiento general
básico sobre los sistemas de posicionamiento actuales, con especial énfasis en los de
ambientes interiores, aunque también se abordarán los de exteriores. Para ello, se
estudiarán las técnicas y algoritmos de posicionamiento más habituales, se analizarán los
errores de posición, calibración de los sistemas y se detallarán las diferentes tecnologías
electrónicas existentes para el desarrollo de estos sistemas: radiofrecuencia, ultrasonidos e
infrarrojos. También se abordarán las aplicaciones más importantes de los mismos ya que
se pretende que sea una asignatura eminentemente práctica.
Prerrequisitos y Recomendaciones (si es pertinente)
Conocimiento de Matlab
2
2. COMPETENCIAS
Competencias genéricas:
1.
Capacidad de análisis frente a la capacidad de memorización
2. Trabajo en equipo
3. Comunicación oral y presentaciones en público
Competencias específicas:
1.
Conocer técnicas y algoritmos de posicionamiento más habituales.
2.
Conocer técnicas básicas de codificación para el procesamiento de señales.
3. Conocer diferentes tecnologías para el desarrollo de sistemas de localización y
posicionamiento como son radiofrecuencia, ultrasonidos e infrarrojos.
4. Capacidad para abordar aplicaciones concretas de posicionamiento en interiores.
5. conocer los sistemas de posicionamiento actuales de forma genérica especialmente
los interiores
3. CONTENIDOS
Bloques de contenido
Total horas / créditos
Tema 1. Introducción a los sistemas de localización y posicionamiento: Introducción; Necesidad de los sistemas de localización y posicionamiento; Características y clasificación de los •
sistemas de localización y posicionamiento; Técnicas de posicionamiento; Infraestructura necesaria; Resumen de tecnologías.
3h / 0.4 ECTS
Tema 2. Técnicas y algoritmos de posicionamiento: Visión
global de las técnicas de posicionamiento; Algunas
alternativas para la obtención de la posición utilizando
trilateración; Posicionamiento relativo entre nodos con
referencia a un nodo o al centro de masas; Modelado del error
de posición (GDOP, PDOP, HDOP, …); Estrategias para
calibración de sistemas de posicionamiento; Teoría de
localización probabilística.
7h / 0.93 ECTS
•
3
Tema 3. Técnicas de codificación: Introducción a las
técnicas de ensanchado de espectro; Secuencias pseudoaleatorias y conjuntos complementarios; Ensanchado de
espectro mediante secuencias directas (CDMA); Ensanchado
de espectro mediante salto en frecuencia (FH); Métodos de
generación y detección.
•
3h / 0.4 ECTS
Tema 4. Tecnologías de posicionamiento en interiores:
SLP basados en ultrasonidos; SLP basados en
radiofrecuencia; SLP basados en infrarrojos
•
6h / 0.8 ECTS
PRÁCTICA 1: Desarrollo y simulación de algoritmos de
posicionamiento
•
4h / 0.53 ECTS
PRÁCTICA 2: Desarrollo y simulación de algoritmos de
codificación
•
5H / 0.67 ECTS
PRÁCTICA 3: Implementación
posicionamiento acústico
•
12h / 1.60 ECTS
•
4h / 0.53 ECTS
de
un
sistema
SEMINARIOS
de
4. METODOLOGÍAS DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE.-ACTIVIDADES FORMATIVAS
4.1. Distribución de créditos (especificar en horas)
Número de horas presenciales:
45
Número de horas del trabajo
propio del estudiante:
105
Total horas
150
4.2. Estrategias metodológicas, materiales y recursos didácticos
Clases de teoría
Método expositivo (Proyector y ordenador)
Prácticas de laboratorio
Método demostrativo + hipo-deductivo
(Laboratorio equipado con ordenadores)
Seminarios
Método expositivo (Proyector y ordenador)
4
5. EVALUACIÓN: Procedimientos, criterios de evaluación y de calificación1
A efectos de evaluación, la asignatura se considerará en tres partes: teoría, laboratorio y
seminarios.
Para evaluar la parte de teoría se realizará un examen escrito final que constará de
cuestiones teórico-prácticas, a realizar sin libros ni apuntes.
La parte de laboratorio se evaluará en función del desarrollo de las prácticas, teniendo en
cuenta los siguientes aspectos: memoria realizada y seguimiento continuado individual en el
laboratorio y en las tutorías. Se valorará tanto el contenido (acorde con lo impartido en la
asignatura) como el aspecto formal (estructura del documento, calidad de la presentación,
etc.).
Los seminarios se han organizado específicamente para la asignatura, siendo por tanto su
asistencia obligatoria, aunque la materia impartida en los mismos no formará parte del
examen.
Cada una de las partes deberá ser superada de forma independiente. La nota final se
obtendrá de ponderar un 40% la nota del examen escrito, un 50% la nota del laboratorio y
un 10% la asistencia a los seminarios.
6. BIBLIOGRAFÍA
Bibliografía Básica
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•
Krzysztof W. Kolodziej, Johan Hjelm. Local Positioning Systems: LBS Applications and
Services. Ed. CRC Press. Octubre 2006.
Wellenhoff, Lichtenegger, and Collins, GPS Theory and Practice, Fifth Revised Edition,
Springer Wien. 2001.
Edgar H. Callaway, Jr. “Wireless Sensor Networks: Architectures and Protocols”. Ed.
CRC Press. 2004.
Pratap Misra y Per Enge. "Global positioning system. Signals, measurements and
performance". Ganga-Jamuna Press.
Bibliografía Complementaria
•
•
Elliott D. Kaplan, Christopher J. Hegarty Understanding GPS Principles and Applications
ed. Artech House, 2006.
M. Ghavami, L. B. Michael and R. Kohno. “Ultra Wideband Signals and Systems in
Communication Engineering”. John Wiley & Sons, Ltd. 2004.
1
Es importante señalar los procedimientos de evaluación: por ejemplo evaluación continua, final,
autoevaluación, co-evaluación. Instrumentos y evidencias: trabajos, actividades. Criterios o
indicadores que se van a valorar en relación a las competencias: dominio de conocimientos
conceptuales, aplicación, transferencia conocimientos. Para el sistema de calificación hay que
recordar la Normativa del Consejo de Gobierno del 16 de Julio de 2009: la calificación de la
evaluación continua representará, al menos, el 60%. Se puede elevar este % en la guía.
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•
Esko Olavi Dijk. “Indoor Ultrasonic Position Estimation Using a Single Base Station” PhD
Thesis. University of Eindhoven, 2004.
Mike Hazas and Andy Hopper. “Broadband Ultrasonic Location Systems for Improved
Indoor Positioning”. IEEE TRANSACTIONS ON MOBILE COMPUTING, VOL. 5, NO. 5,
MAY 2006.
Sinan Gezici, Zhi Tian, Georgios B. Biannakis, Hisashi Kobayashi, Andreas F. Molisch,
H. Vincent Poor, Zafer Sahinoglu. “Localization via Ultra-Wideband Radios”. IEEE Signal
Processing Magazine. TR2005-072 December 2005.
Graham Brooker. “Sensors and Signals” Lecture Notes (chapter 1 to 21) University of
Sydney, 2006.
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