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 mide | Canto sinal chega | Canto tarda en chegar |
| Depende do terminal | Moito: cada modelo atenúa distinto | Pouco: o tempo é o tempo |
| Afectao a xente arredor | Si, de forma notable | Moito menos |
| Require calibración previa do recinto | Si (mapa de pegadas de radio) | Non, aínda que calibrar mellora o nesgo |
| Precisión típica citada na literatura | Da orde de decenas de metros | 1-2 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.
- +34 924 090 608
- [email protected]
- Campus Universitario, Avda. de la Investigación S/N, Edificio PCTEX, Oficina 2.1
06006 Badajoz