Fine-grained vehicle localization using RF and ultrasound

Abstract

This document describes a vehicular localization system aimed for outdoor parking. This system offers advantages for the users (people who drive the vehicle) as well as for the people whose function is the parking management and control. Nowadays there is almost one vehicle per driving person, being this transport one of the most used. One big problem of this choice of individual transport is the parking of the car outdoor. Parking lot search time and fuel waste or even inefficient payment systems can now be part of the past. The vehicular localization system presented here tries to propose a solution for these problems, which affect everyone, sometime. The localization method combines a radio-frequency burst with distance measurement using ultrasounds, and then trilateration to calculate the exact point. From the user view, it can be as simple as clicking on a personal remote control at the time of start and stop parking, paying the parking time pre/after it through a convenient method. For the parking manager, this system brings the benefit of controlling the parking occupation in real time, through a single computer, as well as many others advantages. In what concerns technology, the remote control consists in an embedded system composed by a microcontroller and an 802.15.4 standard transceiver, which communicates with the infrastructure elements. Furthermore it contains an ultrasound module to help in the parking lot localization where the vehicle is. Leveraging the technological evolution, it can be created applications for many devices, as smart phones or tablets, to map free spots, control the parking period and vehicle security during user absence or even offer payment facilities, increasing user’s comfort and saving him/her time and money.

Este documento descreve um sistema de localização veícular destinado a parqueamento exterior. Este sistema oferece vantagens tanto para os utilizadores (pessoas que dirigem os veículos) como também para as pessoas que têm como função a gestão e o controlo do estacionamento. Hoje em dia existe quase um veículo por pessoa condutora, fazendo deste um dos transportes mais utilizados. Um grande problema nesta escolha surge no momento de estacionar no exterior, onde existem diferentes formas de o fazer, no entanto nenhuma delas verdadeiramente eficientes. Tempo a procurar um lugar vago aliado ao combustível gasto nesse acto ou mesmo sistemas de pagamento rudimentares podem agora ser parte do passado. O sistema de localização veícular apresentado aqui surge como uma possível solução para estes problemas. O método de localização é feito através de um disparo de rádio-frequência combinado com medições de distâncias com ultrasons, aplicando porteriormente a técnica de trilateração. Pela visão do utilizador, pode ser tão simples como clicar num comando pessoal no início e fim de estacionamento, pagando antes ou depois o tempo utilizado por um método conveniente. Para quem gere o parque de estacionamento, este sistema traz o grande benefício de controlar todos os lugares em tempo real através de um único computador, assim como muitas outras vantagens. Em termos tecnológicos, o comando pessoal consiste num sistema embutido composto por um microcontrolador e um transceptor de comunicações segundo a norma 802.15.4, o qual comunica com os elementos da infraestrutura. Além do mais contém ainda um módulo de ultrasons para ajudar a localizar o lugar de estacionamento onde está o veículo. Aproveitando a evolução tecnológica podem ser criadas aplicações para muitos dispositivos, como smartphones ou tablets, para mapear lugares livres, controlar o estacionamento e a segurança do veículo durante este ou mesmo oferecer facilidades de pagamento, aumentando a comodidade e poupando tempo e dinheiro ao utilizador.