Brug af Wi-Fi-lignende ekkolod til at måle hastighed og afstand af indendørs bevægelse

Forskere fra North Carolina State University har udviklet en teknik til at måle hastighed og distance i indendørs miljøer, som kunne bruges til at forbedre navigationsteknologier til robotter, droner – eller fodgængere, der forsøger at finde rundt i en lufthavn. Teknikken bruger en ny kombination af Wi-Fi-signaler og accelerometerteknologi til at spore enheder i næsten realtid.

"Vi kalder vores tilgang Wi-Fi-assisteret Inertial Odometry (WIO), " siger Raghav Venkatnarayan, medkorresponderende forfatter til en artikel om værket og en ph.d. studerende ved NC State. "WIO bruger Wi-Fi som en hastighedssensor til nøjagtigt at spore, hvor langt noget har bevæget sig. Tænk på det som sonar, men ved hjælp af radiobølger, snarere end lydbølger."

Mange enheder, såsom smartphones, inkorporere teknologi kaldet inertial måleenheder (IMU'er) til at beregne, hvor langt en enhed har bevæget sig. Imidlertid, IMU'er lider af store driftfejl, betyder, at selv mindre unøjagtigheder hurtigt kan blive overdrevet.

I udendørs miljøer, mange enheder bruger GPS til at rette deres IMU'er. Men dette virker ikke i indendørs områder, hvor GPS-signaler er upålidelige eller ikke-eksisterende.

"Vi skabte WIO til at arbejde sammen med en enheds IMU, korrigere eventuelle fejl og forbedre nøjagtigheden af ​​hastigheds- og distanceberegninger, " siger Muhammad Shahzad, co-korresponderende forfatter af papiret og en assisterende professor i datalogi ved NC State. "Denne forbedring af nøjagtigheden skulle også forbedre beregningerne vedrørende en enheds præcise placering i ethvert indendørs miljø, hvor der er et Wi-Fi-signal."

Forskerne ønskede at teste WIO-softwaren, men stødte på et problem:de kunne ikke få adgang til Wi-Fi-netværkskortene i hylde-enheder som smartphones eller droner. For at løse problemet, forskerne skabte en prototype -enhed, der kunne bruges sammen med andre enheder.

Forskerne fandt ud af, at brug af WIO forbedrede en enheds hastigheds- og afstandsberegninger dramatisk. For eksempel, enheder, der anvender WIO-beregnet afstand med en fejlmargin på mellem 5,9 % og 10,5 %. Uden WIO, enhederne beregnede afstanden med en fejlmargin fra 40 % til 49 %.

"Vi forestiller os, at WIO har applikationer i alt fra indendørs navigationsværktøjer til fitnesstracking til interaktivt spil, " siger Venkatnarayan.

"Vi arbejder i øjeblikket med Sony for at forbedre WIO's nøjagtighed yderligere, med øje for at inkorporere softwaren i hyldeteknologier, " siger Shahzad.

Papiret, "Forbedring af indendørs inertial odometri med WiFi, " vil blive præsenteret på UbiComp 2019, afholdes fra 11.-13. september i London, U.K.