日前,MIT CSAIL(计算机科学与人工智能实验室)由 Dina Katabi 教授领导的团队,发明了一个名为Dubbed Chronos的新系统,能够只通过Wi-Fi信号检测某一区域内人或物体的位置,这一技术可以应用于“无人机、智能家居以及免密码Wi-Fi”方面。 以往的Wi-Fi定位系统采用的技术是飞行时间法,因为带宽不足问题,需要至少四个Wi-Fi接入点才能跟踪,并且需要至少三个接入点同时工作,才能利用 3 角定位来解决问题。协助项目的博士生Deepak Vasisht表示,Chronos技术在不需要外部传感器的帮助下,“不仅能够计算出接入点与用户的方向角度,而且还能测算出之间的实际距离,这样仅利用一个接入点的情况下就能计算出用户位置了。” 其关键在于 Wi-Fi 支持跳频,研究人员通过编程让 Chronos 系统在不同频段之间切换来收集不同频段下测算出的距离情况,最后拼凑出接入点与用户之间的确切距离。 而且,这一系统的精确度只增不减。据研究报告指出,这个系统比传统的跟踪系统要精确20倍,达到分米级,而且对房间内用户定位的准确率达到94%,而对商店内外的用户定位的监测准确度则为97%。 当然,这种技术在实现上是很难的,因为会遇到时延、信号反射以及跳频时设备重启等问题。研究人员通过巧妙利用编码方法、用算法排除反射信号、以及利用手机端的接收数据包来纠正相位偏移最终把实现过程的难题一一解决。 这一技术能为咖啡厅和商店提供店内免密码Wi-Fi,与此同时可避免店外的用户蹭网。此外,由于Chronos可以在几十厘米的范围内找到人,研究人员表示,这一技术还可以安装在无人机上,在其飞行的过程中,即可检测到各楼层是否有人,起到安保作用。 Vasisht认为,“设计一个能用Wi-Fi准确定位的系统,对于无线网络技术有着重要的作用。” 说来简单,每一个手机或移动设备都会和路由器发生数据交换。由于电磁波传输的速度一定。所以只要计算一下数据包从路由器到这台设备的传输时间,就可以知道它距离路由器究竟有多远。为了精确测定目标的空间位置,路由器会切换不同的信号波长,根据综合的数据给出最终的判断。把这个位置信息叠加到地图上,你就可以判断出蹭网人的精确位置了。 由于这项“精确制导”的技术直接指导你和邻居的“战斗”,所以决不允许“误判”。蛋疼的技术宅们于是做了几个实验。 在一家咖啡馆,研究者用这项技术定位究竟哪一桌的客人在蹭网。解过他们判断的准确率达到了97% 在一个学生宿舍里有四个床位,研究者通过这项技术,试图判断四个人究竟谁在蹭网。他们的准确率稍微低一点,达到了94%。(我猜如果这些麻省人看到天朝的五平米十人上下铺宿舍会哭。) 至于这个精度是否可以用于指导“实战”,就是仁者见仁智者见智了。研究员 Venkat Padmanabhan 说, 如果可以把信号频率在1GHz 的幅度内快速切换,那么对目标的定位就更准确了。比如在纳秒级的时间里定位一个快速飞行的物体,但现在的商用路由器的硬件水准还做不到。 作为宅心仁厚的中国人,我们一般不会动不动就踹开邻居家的门,这种技术还可以有别的用处。开动你的想象,比如可以定位你的宠物究竟在哪里,或者设计一种会自动躲避人的无人机或者扫地机器人。或者你还可以想到什么用途呢? |
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