使用Wi-Fi声纳测量室内运动的速度和距离
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北卡罗来纳州立大学的研究人员开发了一种测量室内环境中的速度和距离的技术，可以用来改进机器人、无人机或试图在机场周围找到路的行人的导航技术。该技术采用了Wi-Fi信号和加速计技术的新组合，以接近实时的方式跟踪设备。
“我们把我们的方法称为wi - fi辅助惯性里程计(WIO)，”一篇关于这项工作的论文的共同通讯作者、北卡州立大学的博士生Raghav Venkatnarayan说。WIO使用Wi-Fi作为速度传感器，精确跟踪物体移动的距离。可以把它想象成声纳，但使用的是无线电波，而不是声波。”
许多设备，比如智能手机，都采用了惯性测量单元(imu)技术来计算设备移动了多远。然而，imu存在较大的漂移误差，这意味着即使是很小的误差也可能很快被夸大。
在室外环境中，许多设备使用GPS来校正imu。但在GPS信号不可靠或根本不存在的室内地区，这是行不通的。
“我们创建WIO是为了与设备的IMU一起工作，纠正任何错误，提高速度和距离计算的准确性，”该论文的共同通信作者、北卡罗来纳州立大学计算机科学助理教授Muhammad Shahzad说。“精确度的提高也有助于计算设备在任何有Wi-Fi信号的室内环境中的精确位置。”
研究人员想测试WIO软件，但遇到了一个问题:他们无法访问智能手机或无人机等现成设备中的Wi-Fi网络接口卡。为了解决这个问题，研究人员创造了一个可以与其他设备结合使用的原型设备。
研究人员发现，使用WIO急剧提高了设备的速度和距离计算。例如，使用WIO计算距离的设备，其误差范距为5.9％至10.5％。没有WIO，设备计算距离的距离为40％至49％。
“我们设想WIO，以便在室内导航工具到健身跟踪到互动游戏的所有内容，”Venkatnarayan说。
沙赫扎德说:“我们目前正在与索尼合作，进一步提高WIO的准确性，着眼于将该软件整合到现有技术中。”
纸”,使用WiFi增强室内惯性里程这项研究得到了美国国家科学基金会(National Science Foundation)的支持，拨款1565609。Venkatnarayan还将在10月7日至10日在芝加哥举行的2019年ICNP上展示WIO。
希普曼-
编辑:研究摘要如下。
“WiFi增强室内惯性里程计”
作者: Raghav H. Venkatnarayan和Muhammad Shahzad，北卡罗莱纳州立大学
提出了UbiComp 2019年9月11-13日，英国伦敦
DOI: 10.1145 / 3328918
文摘:在室内环境中，准确地测量由受试者经常被称为内径术的距离，在许多应用中具有基本的重要性，例如增强和虚拟现实跟踪，室内导航和机器人路由指导。虽然理论上，可以使用简单的加速度计进行测量测量，但实际上，众所周知，使用加速度计测量的距离遭受大的漂移误差。在本文中，我们提出了WIO，一种WiFi辅助惯性机器学技术，它使用WiFi信号作为辅助信息来源来校正这些漂移误差。WIO背后的关键直觉是，在到达WiFi接收器的发送WiFi信号的多个反射中，WIO首先隔离一个反射，然后测量当对象移动时该反射的路径的长度的变化。通过识别该反射的路径的长度随着对象相对于该路径的运动的长度而通过的程度，可以估计使用WiFi信号估计受试者遍历的距离。然后，WIO使用此距离估计以纠正漂移错误。虽然先前研究人员提出使用WiFi信号来纠正漂移误差，但先前的方案患有以下六个限制的一个或多个：它们1）不起室内，2）需要手动彻底的指纹识别，3）不适合变化包括人类运动的环境，4）不适用于商品WiFi器件，5）需要多个接入点，/或6）可以测量人类遍历的距离，而不是非人类受试者。WIO解决了所有这些限制。我们使用商品设备实施了WIO，并在人类和机器人受试者的各种复杂的室内情景中广泛地评估了它。 Our results demonstrate that WIO achieved an average error of just 6.28% in estimating the distances traversed by the subjects.
