Progetto ed implementazione di sistemi RFID UHF ad hoc per il mapping di ambienti interni e la localizzazione indoor di robot mobili

L’algoritmo ideato presenta, tuttavia, dei limiti che tendono a condizionare le prestazioni del sistema. Tali restrizioni sono da imputare, quasi esclusivamente, alla doppia discretizzazione adoperata. Ciò è dovuto a diversi motivi:
- Gli errori odometrici che sono presenti negli spostamenti del robot da uno step spaziale all’altro non sono affatto trascurabili ed il loro valore è molto superiori a quello degli errori introducibili da sensori di diversa natura. Questi errori possono interferire negativamente sulle performance del sistema in quanto, in un ambiente caratterizzato dal multipath, una variazione anche lieve della posizione del robot da quella in cui dovrebbe effettivamente essere può influire sulla rilevabilità/non rilevabilità del tag con conseguente errata stima dei limiti inferiori e superiori della regione spaziale misurata. Per sopperire a questa lacuna si potrebbe ricorrere all’odometria visuale dotando il robot di un’opportuna stereo camera comportando, in questo modo, un incremento dei costi hardware nonché un forte aumento dei tempi di elaborazione necessari al robot per determinare correttamente il suo spostamento a causa delle tecniche di image processing che sono computazionalmente onerose.
- Gli errori dovuti alle rotazioni dell’antenna. L’insieme discreto degli angoli con cui è possibile ruotare l’antenna sono stati ricavati da una formula analitica ricavata in precedenza. Per quanto tale formula possa essere accurata non tiene in considerazione degli effetti legati al multipath nell’ambiente.
Difatti, gli angoli limite calcolati analiticamente non considerano alcuna variazione di 1-2° che può verificarsi a causa del multipath; tali spostamenti possono anch’essi influire sulla rilevabilità/non rilevabilità del tag comportando un’errata stima dei limiti inferiori e superiori della regione spaziale misurata. Per evitare questi errori sarebbe necessario effettuare un ulteriore tuning molto fine dell’angolazione dell’antenna quando essa è posta secondo un dato angolo limite al prezzo di un aumento della complessità del circuito di pilotaggio utilizzato per il controllo dello stepper.
Alcune varianti possono essere introdotte per la semplificazione dell’algoritmo introdotto. Una di esse può consistere nell’utilizzo di tre antenne reader identiche tra loro ma aventi ognuna un’angolazione differente (ad esempio, 0°, 30° e 45°). In questo modo le antenne sono mantenute fisse e non è necessario l’uso di uno stepper; inoltre, le antenne non comunicano contemporaneamente ma sono alimentate dal reader in modo selettivo mediante uno switch, in modo da non incrementare la potenza necessaria per il funzionamento del sistema. Tuttavia la quantità di regioni spaziali così determinabile è inferiore a quelle determinabili col metodo precedente ottenendo così una minore accuratezza della determinazione della posizione del tag.
Anche se con questa variante il costo del hardware non è incrementato eccessivamente, si ha un aumento del numero di dispositivi utilizzati dal sistema e ciò va a discapito del volume occupato sul robot.
Una variante simile si può ottenere utilizzando due antenne eguali, una con angolazione costante a 0° e l’altra con angolazione regolabile in modo fine tramite stepper. Entrambe le antenne sono alimentate alternativamente tramite uno switch in modo da non incrementare il consumo di potenza. In questo modo si riesce ad ottenere una discriminazione spaziale migliore rispetto al caso precedente, dato che si riesce a porre la seconda antenna secondo tutti gli angoli ammissibili e si possono confrontare istantaneamente i dati ricavati dalle due antenne. Nella variante precedente, invece, si potevano confrontare i dati ottenuti ponendo l’antenna in sole due o tre angolazioni. Nonostante ciò si reintroduce, in questo modo, l’utilizzo di un motore passo-passo con il conseguente consumo di potenza ad esso collegato.