LANDMARC 精準度分析

由於 LANDMARC 定位系統在不同數量的指引標籤有不同的定位誤差，在圖 3.1 是 LANDMARC 定位機制運算出來的實驗結果圖，其中的 k 代表的是指引標籤 點的數量、Avg.e 是所有追蹤點的平均誤差距離（Average error）、Worst 是所有 追蹤點的最大誤差距離，而個別追蹤點的誤差距離 e 的計算方式定義就如同公式 3.1 距離公式所定義

( ) (

)

2

0 + θ −θ

−

= S S

e …（3.1）

公式 3.1 中，（S,θ）是經由 LANDMARC 方法定位出來的預估座標，而（S₀, θ0）是該追蹤物實際座標，經由公式 3.1 尤拉距離（Euclidean distance）公式計算 出兩點間誤差的距離。

在圖 3.1 實驗結果圖可以得知，當使用 4 個指引標籤的值計算條件下會有最小 的定位誤差距離，然而在環境中因指引標籤之間距離增加，讀取器的通訊距離必 須增加，指引標籤數量隨之增加，LANDMARC 定位系統才可以維持一定的精準 度，在這樣以倍數成長的硬體要求下，往往是大部分使用 RFID 於室內定位考量中 怯步的主要原因。

圖 3.1 LANDMARC 系統實驗數據圖

利用圖 3.2 所架設 RFID 室內定位架構，來驗證 LANDMARC 定位機制同時，

可以發覺當指引標籤 A、B、C、D 因應 LANDMARC 實驗環境佈設，將指引標籤間格 距離從原本 1 公尺間隔，以 1 公尺 / 次的方式增加，來驗證待追蹤點位置不變之 下的條件 LANDMARC 定位機制是否可以在指引標籤間隔距離增加條件下，持續維持 最佳解 K=4 的最佳定位精準度。

圖 3.2 實驗環境架構示意圖

在表 3.1 實驗結果是將 R1 可以收取到的 4 個指引標籤與 10 個待追蹤標籤（t1、

t2、t3...t10）導入 LANDMARC 定位機制，將待追蹤標籤訊號強度值（Sr

）與 指引標籤訊號強度值（θ^r ），運用 =

∑

i i i

j

S

E

)2

(

θ

，經由向量集合搭配參考

權 重 計 算

∑

= _k

i i i j

E w E

1 2

2

1 1

， 找 出 離 待 追 蹤 標 籤 最 近 4 個 指 引 標 籤 座 標 導 入

∑

= _i^k w_i x_i y_i y

x, ) ₁ ( , )

( 演算出待追蹤標籤座標（t1、t2、t3…t10），在表 3.1 中 可以得知運用 LANDMARC 系統進行運算所推估出來的結果，依據 LANDMARC 定位系統要維持最佳定位精準度，必須讓待追蹤標籤訊號可以與 4 個指引標籤訊 號相對運算，而且 4 個指引標籤的距離需要維持一定的距離下，若超過 3 公尺間 隔距離其計算出來的定位精準度下降，故可以知道 LANDMARC 定位系統除了運 用指引標籤維持定位精準度之外，指引標籤的間隔距離也是一大考量。

表 3.1 模擬 LANDMARC 系統定位誤差距離表

間隔距離 1 公尺 2 公尺 3 公尺 4 公尺 5 公尺

追蹤點 誤差距離 （單位：公尺）

t1 1.25 1.57 1.84 2.15 2.68 t2 1.31 1.65 1.68 2.31 2.95 t3 1.29 1.61 1.7 2.26 3.02 t4 1.32 1.55 1.66 2.25 2.74 t5 1.24 1.64 1.83 2.19 2.81 t6 1.22 1.62 1.74 2.32 2.69 t7 1.30 1.59 1.72 2.17 2.95

t8 1.28 1.63 1.69 2.28 2.73 t9 1.27 1.55 1.77 2.21 2.91 t10 1.23 1.57 1.81 2.29 2.82

在模擬實驗結果中可以明顯得知 LANDMARC 定位系統，指引標籤在每一個 間隔距離環境中，所圖 3.3 中得知產生之總平均誤差與最大誤差的兩條曲線數值持 續上升，當指引標籤間隔距離增加到 5 公尺的時候，其總平均誤差距離將到達 2.8 公尺的誤差，且最大誤差到達 3 公尺，而應用室內定位的面積低於 1 平方公尺少 之又少，依照 LANDMARC 定位系統環境建置，為了維持一定準確率的定位精準 度就必須部署大量指引標籤硬體數量，在 VSLS 架構中我們將利用自走車定速、

定點的特性來降低指引標籤量，並搭載 RFID 主動式標籤於自走車，使其產生該虛 擬點的訊號源強度值作為日後追蹤待定位點之參考點使用。

圖 3.3 LANDMARC 定位誤差數據圖