Localizing Sheep using a Bluetooth Low Energy enabled Unmanned Aerial Vehicle for Round-trip Time of Arrival-based Multilateriation

Lokalisering av frittgående sau i vidstrakte kulturlandskap er en tidkrevende og vanskelig oppgave. Innsatsen som kreves kan imidlertid reduseres ved å ta i bruk moderne sporing- og lokaliseringsteknikker. Det største hinderet for utstrakt implementering av slike systemer i dag er den disproporsjonalt store kostnaden av kommersielt tilgjengelige løsninger sammenliknet med den økonomiske verdien av en sau, samt behovet for utbygging av kostbar infrastruktur. Denne masteroppgaven legger frem et kostnads- og energieffektivt system for lokalisering av sau basert på bruk av Bluetooth Low Energy (BLE) og et ubemannet luftfartøy, også kalt drone. Den foreslåtte løsningen involverer å øremerke sauene med en lang-distanse BLE enhet, og gjennomføre round-trip time of arrival (ToA) målinger så som kan brukes til å estimere avstanden mellom sauene og dronen. Basert på dronens bevegelsesmønster kan sauens posisjon bestemmes med relativt høy presisjon ved hjelp av multilaterasjonsteknikk. En annen mindre presis men mer energieffektiv lokaliseringsmetode basert på \gls{ble}s korte rekkevidde og nærhetsbasert lokalisering er også presentert. Begge metodene eliminerer behovet for å utstyre hvert enkelt dyr med en kostbar GPS mottaker og krever ikke utbygging av omfattende infrastruktur, noe som reduserer både energibehovet og kostnaden til hvert enkelt øremerke betraktelig. En litteraturstudie på tidligere foreslåtte løsninger før sporing og lokalisering av dyr er også inkludert sammen med en evaluering av en rekke trådløse teknologier og lokaliseringsteknikker. Ytelsen til det foreslåtte systemet ble evaluert på bakgrunn av en rekke felt eksperimenter. Nøyaktigheten av round-trip ToA målingene ble sammen liknet med en indikator på mottatt signal styrke (RSSI) for avstandsestimering. Det ble vist at ToA tilnærmingen med en kvadratisk gjennomsnittsfeil på omtrent 6,5 m utkonkurrerte det RSSI-baserte systemet. På bakgrunn av dette ble det konkludert med at round-drip ToA fint kan brukes til multilaterasjonsbasert lokalisering. En vurdering av forventet batterilevetid indikerte at et enkelt øremerke kan forbli operativt i opptil flere år avhengig av implementasjonens natur