Desenvolvimento de metodologias para a localização de intruso em ambientes indoor

O presente trabalho propõe metodologias para detectar a presença e localizar um intruso em ambientes indoor, 2-D e 3-D, sendo que neste último, utiliza-se um sistema cooperativo de antenas e, em ambos os casos, o sistema é baseado em radares multiestáticos. Para obter uma alta resolução, o radar opera com pulsos UWB, que possuem amplitude espectral máxima em 1 GHz para ambientes 2-D e, pulsos de banda larga com frequências entre 200 MHz e 500 MHz para ambientes 3-D. A estimativa de localização, para os ambientes bidimensionais, é feita pela técnica de otimização Enxame de Partículas - PSO (Particle Swarm Optimization), pelo método de Newton com eliminação de Gauss e pelo método dos mínimos quadrados com eliminação de Gauss. Para o ambiente tridimensional, foi desenvolvida uma metodologia vetorial que estima uma possível região de localização do intruso. Para a simulação das ondas eletromagnéticas se utiliza o método numérico FDTD (Diferenças Finitas no Domínio do Tempo) associado à técnica de absorção UPML (Uniaxial Perfectly Matched Layer) com o objetivo de truncar o domínio de análise simulando uma propagação ao infinito. Para a análise do ambiente em 2-D foi desenvolvido o ACOR-UWB-2-D e para o ambiente 3-D foi utilizado o software LANE SAGS.

ABSTRACT: The present study aims to propose methodologies in order to detect the presence and locate of an intruder in indoor environments 2-D and 3-D which uses a cooperative system of antennas with the latter. This system is based on multi-static radars in both cases. For a high resolution, the radar operates with pulses of Ultra Wide Band which have spectral range up to 1GHz for the 2-D environments and pulses of Wide Band of 200MHz and 500 MHz for the 3-D environments. For the two-dimensional environments, the estimated location is made by the Particle Swarm Optimization (PSO) technique, Newton’s method with Gaussian elimination and least squares method with Gaussian elimination. For the three-dimensional environment, it was developed a methodology based on vectors which estimates a possible region of intruder location. For the simulation of electromagnetic waves, it uses the numerical method Finite Difference Time Domain (FDTD) associated with the absorption technique UPML (Uniaxial Perfectly Matched Layer) which is used to truncate the domain of analysis simulating the spread upwards. For the analysis of 2-D environment, it was developed ACOR-UWB-2-D and in order to build environments in 3-D, it was used LANE SAGS software.