MITがWi-Fiを使った驚くほど正確な屋内GPSを作成

MITのコンピュータサイエンスおよび人工知能研究所（CSAIL）の研究者による最近のブレークスルーは重要なものであり、彼らはスマートフォンを含む隣接するWi-Fiデバイスをセンチメートル単位で特定する方法を開発しました。

既存の位置決定システムは通常、特別なビーコンに依存するか、Wi-Fiアクセスポイントを聞くことで位置を固定するだけです。また、こうしたグローバル・ポジショニング・システム（GPS）衛星技術は、まず第一に高価であり、第二に、正確性に欠けます。

しかし、新しい技術であるChronosは、Wi-Fi信号を使用してそれらを送信するデバイスの正確な位置を特定します。Chronosは、2.4ギガヘルツから5.8 GHzのWi-Fi範囲内で35のWi-Fi周波数帯域を同時に切り替える送信機と受信機の2つのWi-Fiデバイスを使用して機能します。信号が蓄積される速度は、各周波数で自然に異なります。送信機は2〜3マイクロ秒ごとに帯域をホップし、各信号の位相の自然な違いを比較し、信号が移動するのにかかった時間を特定することができ、これにより距離を特定できます。

ほとんどの現代のスマートフォンやノートパソコンには複数のWi-Fiアンテナが搭載されているため、Chronosは距離だけでなく、他のデバイスの方向も特定でき、空間内での正確な相対位置を検出します。Chronosは、オフ・ザ・シェルフのWi-Fiカードのみを使用して、デバイスを65 cm（GPSの約10倍の精度）まで特定できると主張されており、GPSよりもはるかに正確です。したがって、これは今後ますます必要とされるアプリケーション、特にIoT（モノのインターネット）コンテキスト内で役立ちます。

MITの研究者である博士課程の学生Deepak Vasishtと教授Dina Katabiは、Chronosがスマートホームでの照明制御のために人をカウントするため、カフェでパスワードなしのWi-Fiを提供するため（外部の無料利用者を除外しながら）、およびロボットが人間の周りで安全に動作するために使用されることを想像しています。

「Wi-Fiは広く使用されており、すべての携帯電話に搭載されているため、この素晴らしい技術をできるだけ多くのアプリケーションに使用することができれば良いと思います」とKatabiはIEEE Spectrumに語りました。

しかし、いくつかの制限があります。Chronosは既存のWi-Fiデバイスでアプリ（またはアクセスポイントのファームウェアアップグレード）を使用して実行できますが、各デバイスは一度だけ距離調整を行う必要があります。ChronosはすべてのWi-Fi帯域を切り替えるのに約1/10秒かかるため、この初期設定中にデバイスが相対的に移動していると、精度が低下します。

では、スマートフォンをカウンターに置く必要がありますか？それとも、モールのフードコートのテーブルの上に置く必要がありますか？「歩くのは問題ありませんが、車に乗っている人のことを言っているわけではありません」とKatabiは言います。「しかし、ドローンにとっては、実際には動いている方が良いです。なぜなら、その動きは制御されており、速度がわかるため、その情報をフィードバックループで活用して結果を向上させることができます。」

Chronosは、VasishtとKatabiがIntel 5300 Wi-FiカードとGo-Proカメラを搭載したAscTec Hummingbirdクアドコプターでテストしました。ドローンはネットブックから1.4メートルの距離を保ちながら、コンピュータの写真を撮影しました。Chronosは、プログラムされた距離のわずか4 cm以内にドローンを維持することができました。

Chronosの解像度をさらに向上させ、仮想境界を設定するジオフェンシングなどの機能を構築することがVasishtとKatabiの次のステップです。研究者たちは、この技術の商業化についてMITと話し合っています。

出典: IEEE Spectrum