由于GPS信號在室內環境下很糟糕,因此機器人很難依靠該技術實現室內定位。固然可以通過光學相機或者激光雷達傳感器(LiDAR)定位已知的地標或特殊標記實現導航,但前者對光線環境要求極高,而后者模塊成本高昂且非常耗電。
考慮到這些限制,加州大學圣地亞哥分校的科學家們研究了已經遍布大多數建筑物的 Wi-Fi 接入點進行定位導航。利用自己的低成本 Wi-Fi 收發器,機器人不斷地向這些接入點發送和接收無線電信號。它接收到的返回信號是特定于每個接入點的,來自一定角度和一定距離——后者取決于機器人發送信號和接收響應之間經過的時間長度。
通過測量機器人移動時每個點信號的角度和距離如何變化,車載計算機能夠確定機器人當前相對于所有接入點的位置。相機仍可使用,但主要用于避障或識別。
該系統在一棟辦公樓的一層進行了測試,其中一個輪式機器人必須在地板上繞行數次,同時在明亮和昏暗的燈光下穿過狹長的走廊。發現該技術的定位和映射功能與基于攝像頭和激光雷達的系統提供的功能一致。
電氣和計算機工程博士生 Aditya Arun 說:“我們可以使用基本上免費的 Wi-Fi 信號,在具有視覺挑戰性的環境中進行穩健可靠的傳感。在這些場景中,Wi-Fi 傳感可能會取代昂貴的激光雷達,并補充其他低成本傳感器,例如攝像頭”。
這項研究由 Dinesh Bharadia 教授領導,相關論文將于本周在費城舉行的 2022 年機器人與自動化國際會議 (ICRA) 上發表。
原標題: 借助Wi-Fi信號 科學家幫助機器人實現室內定位和導航
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