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由于GPS信號在室內環(huán)境下很糟糕,因此機器人很難依靠該技術實現(xiàn)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(xiàn)導航,但前者對光線環(huán)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(shù)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(fā)器,機器人不斷地向這些接入點發(fā)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(fā)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(tǒng)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(shù)次,同時在明亮和昏暗的燈光下穿過狹長的走廊。發(fā)現(xiàn)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(tǒng)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(zhàn)性的環(huán)境中進行穩(wěn)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(fā)表。
原標題: 借助Wi-Fi信號 科學家?guī)椭鷻C器人實現(xiàn)室內定位和導航
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