RFID based people-object interaction detection
Raúl Parada Medina · TDX (Tesis Doctorals en Xarxa) · 2016
El Internet de las cosas (IoT) introdujo el elemento “cosas” para interactuar con ordenadores y personas siendo un factor clave para mejorar servicios en el contexto de ciudad inteligente. Un ejemplo de tecnologia IoT es la identificacion por radiofrecuencia (RFID) la cual proporciona propiedades de identificacion y comunicacion de objetos simples. Basado en la utilizacion de RFID, nuestro objetivo es permitir a los escenarios sensibles al contexto de proveer de informacion adicional a la interaccion persona-objeto en entornos. Nuestras contribuciones estan centradas en la infraestructura de hardware y sistemas inteligentes aplicados en el IoT. Especificamente, proponemos el diseno y implementacion de antenas economicas proporcionando la infraestructura de hardware, y metodos empiricos para detectar las interacciones persona-objeto para las siguientes aplicaciones: interes de usuarios, sistema de prevencion de perdidas y direccion de paso. Finalmente, evaluamos parte de las contribuciones de esta disertacion en tiendas. Creemos que esta disertacion puede contribuir a la mejora del estado del arte en IoT y tecnologias de ciudad inteligente. El capitulo 2 introduce conceptos de fondo para entender los siguientes capitulos. Describimos brevemente la tecnologia RFID, especificamente el estandar EPC Gen 2 en tiendas. Ademas, explicamos el hardware, software y metodos usados a lo largo de esta disertacion. Finalmente, se presenta una revision del trabajo de otros autores. El capitulo 3 describe nuestras contribuciones de diseno de antena industrial y sistema monopulso. Tambien, comparamos estos con actuales espacios sensibles al contexto mencionando sus ventajas e inconvenientes. El capitulo 4 detalla el rendimiento de una tecnica de aprendizaje automatico empirico para detectar las interacciones persona-objeto en una estanteria inteligente sensible al contexto, weighted Information Gain. Este es una version mejorada del preliminar trabajo de Melia-Segui y Pous y, tambien basado en la divergencia Kullback-Leibler. El capitulo 5 demuestra que es posible detectar los movimientos persona-objeto de esos objetos etiquetados inicialmente estaticos que de repente son dinamicos en un espacio IoT solo usando datos de radio frecuencia. En un contexto de tienda, un movimiento persona-objeto representa una anomalia a lo largo de un comportamiento normal donde los productos permanecen estaticos. El capitulo 6 presenta dos propuestas de deteccion de direccion de paso persona-objeto usando unicamente dos antenas comerciales y metodos estandar. Esto significa, el analisis del comportamiento de compra de los consumidores dentro de una tienda para mejora de marketing. El capitulo 7 evalua el rendimiento de ambas antenas comerciales y nuestra contribucion de diseno industrial en entornos reales de tienda. Ademas, se detalla el principio y procedimiento de inventario con RFID en espacios de tienda de ropa. El capitulo 8 concluye la tesis revisando las contribuciones proporcionadas. Una vision de conjunto de los resultados es presentado comparando los logros desde la propuesta inicial. Ademas, senalamos posibles tareas para investigaciones futuras para obtener aun mas aplicaciones. Hemos contribuido en la construccion de una antena RFID de bajo coste de un diseno estandar de un muelle proporcionado directamente del fabricante. Esto es, solo dando las dimensiones deseadas del muelle al fabricante para obtener un modelo preciso listo para unir al plano de masa. Esta antena helicoidal basada en un muelle permite cubrir amplios espacios con baja inversion y su idoneidad en espacios IoT como en mostrador de gafas de sol. Desde que hemos resuelto ambos problemas el mecanico y el electrico, esto ha abierto un mundo de oportunidades en desarrollar el mismo diseno a otras bandas de operacion. Ademas, cubriendo amplios espacios con antenas RFID de bajo coste, muchas aplicaciones pueden ser implementadas. Por ejemplo, inventariando en tiempo real una tienda ya que el techo esta cubierto con antenas RFID de bajo coste. El estrecho haz generado por el sistema monopulso evita falsas lecturas dentro de los probadores ya que el haz enfocara en el area deseada. Este hecho mejorara los sistemas de recomendacion instalados solo leyendo esos productos en el interior del probador y no aquellos cercanos. Aparte, nuestros sistemas de deteccion de interaccion persona-objeto son idoneos en espacios IoT. La deteccion de interaccion persona-objeto en estanterias inteligentes sensibles al contexto proporciona informacion adicional a los minoristas para incrementar las ventas midiendo el interes del usuario. Especificamente, desarrollando sistemas de recomendacion basados directamente en la informacion de interes de los usuarios cuando ellos interactuan con un producto. Ademas, los minoristas pueden asegurar esos productos cerca de la entrada y que son constantemente leidos por el sistema RFID de prevencion de perdidas sin provocar falsas alarmas. Esto es, porque nuestra propuesta de deteccion de movimiento persona-objeto unicamente identifica y suena cuando de repente un producto etiquetado no pagado es movido en direccion a la salida. Este hecho reducira los hurtos de esos objetos activados que se encuentran dentro del sistema de prevencion de perdidas, y como consecuencia el incremento de los beneficios. La deteccion de direccion de paso da informacion a los minoristas para mejorar sus tiendas ya que los puntos calientes dentro del espacio seran conocidos. Esto significa que el minorista puede distribuir sus recursos en esos puntos calientes, incrementando las ventas. Por seguro, todos nuestras contribuciones no solo mejorara las actuales tiendas equipadas con RFID desde el punto de vista del minorista, estas mejoraran la experiencia de los consumidores en busca de un entorno mas interactivo.