Saltar ao contido

Localización indoor

Como se localiza alguén onde non hai GPS

A explicación completa, sen simplificar: que se mide exactamente, por que o tempo de voo supera a potencia de sinal, que se rompe baixo terra e que precisión é honesto prometer.

Por que o GPS non serve baixo terra

O GPS calcula a posición medindo o tempo que tardan en chegar os sinais de varios satélites que orbitan a uns 20.000 km. Eses sinais chegan á superficie cunha potencia baixísima: da orde de −130 dBm. Abonda un teito de formigón para que deixen de ser utilizables.

Nunha estación de metro non hai sinal de satélite que valla. E o que ocorre na práctica é peor que non ter posición: o terminal segue devolvendo unha posición —a última boa, ou unha estimada por cela de telefonía con centenares de metros de erro— sen deixar claro que xa non é fiable. Un centro de control que non distingue entre as dúas cousas toma decisións sobre datos falsos.

Por iso Metrosafe publica cada posición co seu indicador de calidade. Saber que unha lectura é dubidosa vale tanto como a lectura.

Wi-Fi RTT e FTM: medir tempo en lugar de potencia

A alternativa clásica ao GPS en interiores foi o RSSI: estimar a distancia a un punto de acceso a partir da potencia coa que se recibe o seu sinal. Funciona regular. A potencia recibida depende do modelo de teléfono, da orientación da antena, de se o axente leva o móbil na man ou no peto, de canta xente hai no andén e do que haxa polo medio. Dous teléfonos no mesmo punto poden dar lecturas moi distintas.

Wi-Fi RTT (Round-Trip Time, tempo de ida e volta) resolve o problema por outra vía. O protocolo FTM (Fine Timing Measurement, medición precisa do tempo), estandarizado en IEEE 802.11mc en 2016, permite ao terminal intercambiar unha ráfaga de tramas co punto de acceso e medir con precisión de nanosegundos canto tarda a viaxe de ida e volta. Como o sinal viaxa á velocidade da luz, ese tempo é unha distancia.

Que cambia na práctica

RSSI (potencia)RTT / FTM (tempo)
Que mideCanto sinal chegaCanto tarda en chegar
Depende do terminalMoito: cada modelo atenúa distintoPouco: o tempo é o tempo
Afectao a xente arredorSi, de forma notableMoito menos
Require calibración previa do recintoSi (mapa de pegadas de radio)Non, aínda que calibrar mellora o nesgo
Precisión típica citada na literaturaDa orde de decenas de metros1-2 m con liña de visión directa

Android expón RTT de forma nativa desde Android 9 e de forma ampliada en Android 10 e posteriores. Iso é o que fai viable un enfoque centrado no smartphone: non cómpre ningún dispositivo dedicado.

O que se rompe baixo terra: NLOS e multitraxecto

Aquí é onde as cifras bonitas de laboratorio deixan de aplicarse, e convén dicilo antes de que o descubra ninguén nunha proba.

O tempo de voo convértese en distancia asumindo que o sinal viaxou en liña recta. Cando entre o terminal e o punto de acceso hai unha columna, un tren parado ou unha curva do túnel —situación de NLOS, sen liña de visión—, o sinal chega rebotado. Percorreu máis camiño, así que a medida de tempo é maior e o sistema cre que o axente está máis lonxe do que está. O erro é ademais nesgado: sempre na mesma dirección, nunca compensatorio.

O multitraxecto é o fenómeno relacionado: o mesmo sinal chega varias veces por camiños distintos, e o receptor ten que decidir cal desas chegadas é a directa. Un andén, coas súas superficies metálicas e as súas paredes paralelas, é un dos peores escenarios posibles.

Que fai Metrosafe con iso

  • Detección de NLOS: as medidas cuxo perfil delata un rebote márcanse e perden peso na estimación, en lugar de entrar como se fosen boas.
  • Verificacións de consenso: se unha medida contradí as demais e a traxectoria recente, descártase.
  • Filtros con memoria: a estimación arrastra o estado anterior, así que un pico illado non despraza o axente trinta metros de golpe.
  • Calibración por estación: os nesgos sistemáticos de cada emprazamento mídense durante o despregamento e corríxense. A mesma estación compórtase igual todos os días; iso é aproveitable.

O truco que máis erro elimina: o plano

Un sistema de localización xenérico trata o espazo como unha superficie continua: o axente pode estar en calquera punto. Unha estación de metro non é iso. É un grafo estreito e moi restrinxido: andén, vestíbulo, corredor de correspondencia, escaleira, túnel. A xente non atravesa muros nin camiña pola vía.

O axuste ao plano (map-matching) mete ese coñecemento dentro do estimador. As posicións candidatas que caerían fóra do espazo transitable descártanse; as que caen dentro axústanse ao eixe do recinto. A técnica está ben establecida en navegación e cartografía, e o seu efecto en interiores é o mesmo: reduce a varianza do estimador e corrixe nesgos sistemáticos.

A consecuencia práctica é contraintuitiva e paga a pena entendela: o erro operativo acaba sendo menor que o erro xeométrico instantáneo das medidas. Aínda que unha medida individual falle por doce metros, se eses doce metros apuntan cara a dentro dun muro, o sistema sabe que non pode ser.

E conséguese cun custo computacional baixo, fronte a alternativas como os filtros de partículas, que resolven un problema parecido consumindo moito máis.

Que precisión é honesto prometer

A literatura recolle 1-2 metros para Wi-Fi RTT en condicións de liña de visión directa. Un andén non é esa condición. A nosa cifra obxectivo na estación é de 5 a 10 metros, e é deliberadamente máis conservadora.

Precisión na estación
5-10 m
Latencia de publicación
< 5 s
Frecuencia de actualización
configurable · 15-30 s recomendado
Dispoñibilidade
SLA ≥ 99,95 %
Escala
≥ 70 terminais concorrentes

E 5-10 metros serven de algo?

É a pregunta correcta, e a resposta depende de para que. Para guiar un robot por un almacén, non. Para coordinar unha incidencia nunha estación, si, e con marxe: na topoloxía dun andén, cinco metros separan o andén do vestíbulo, e dez separan un sentido de circulación do outro. Ninguén nun centro de control necesita saber sobre que baldosa está o seu axente. Necesita saber a que punto manda o apoio e por que acceso entra.

Prometer precisión submétrica sobre Wi-Fi nun andén sería vender algo que a física da canle non dá. Preferimos que a cifra aguante a proba de campo.

E onde a medida métrica non chega —dentro dun tren en marcha— a resposta non é máis precisión, é outra pregunta. A capa a bordo devolve unha identidade exacta, coche e tren, en lugar dunha coordenada con incerteza.

Que mellora cando chegue 802.11az

IEEE 802.11az, publicado en 2022 e coñecido como Next-Generation Positioning, é a evolución do posicionamento por Wi-Fi: máis taxa de medición, máis largo de banda e mellor xestión da ambigüidade, con precisións submétricas en escenarios favorables. Android expono en dispositivos compatibles a partir de Android 15.

Metrosafe está deseñado para incorporalo sen redeseño: o motor de fusión trata a medida de rango como unha entrada coa súa incerteza asociada, e dálle igual se esa medida vén de 802.11mc ou de 802.11az. Cando o parque de terminais o soporte, a precisión mellora soa e o investimento feito consérvase.

  • Dai, J., Wang, M., Wu, B., Shen, J. & Wang, X. (2023). A survey of latest Wi-Fi assisted indoor positioning on different principles. Sensors, 23(18), 7961.
  • Cao, H. et al. (2024). LOS compensation and trusted NLOS recognition assisted WiFi RTT indoor positioning algorithm. Expert Systems with Applications, 243, 122867.
  • Mansour, M. F. & Waters, D. W. (2013). Map-assisted Kalman filtering. IEEE ICASSP, 3208-3212.
  • IEEE Standards Association (2023). IEEE 802.11az-2022.
  • Android Open Source Project (2025). Wi-Fi RTT (IEEE 802.11mc, IEEE 802.11az).

Queres velo medido na túa estación?

A conversa útil comeza co recoñecemento de radio: que puntos de acceso tes, cales soportan FTM e como se comporta cada andén.

Respondemos en menos de 24 horas laborables.