MIT создает удивительно точный GPS для помещений с использованием Wi-Fi

Недавний прорыв, сделанный исследователями Лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта MIT (CSAIL), может оказаться значительным, так как они разработали способ определения местоположения соседних Wi-Fi устройств, включая смартфоны, на расстоянии в сантиметрах друг от друга.

Существующие системы позиционирования обычно полагаются на специальные маяки или на простое определение местоположения, слушая точки доступа Wi-Fi. Кроме того, такие технологии спутниковой навигации (GPS) сначала оказались дорогими, а во-вторых, они далеки от точности.

Однако новая технология, названная Chronos, использует сигналы Wi-Fi для определения точного местоположения устройств, которые их отправляют. Chronos работает, имея два Wi-Fi устройства, передатчик и приемник, которые переключаются между 35 частотными диапазонами Wi-Fi в диапазоне от 2.4 гигагерц до 5.8 ГГц одновременно. Скорость, с которой сигналы накапливают фазу, естественно, различается на каждой частоте. Передатчик переключается между диапазонами каждые 2-3 микросекунды, что позволяет им сравнивать естественные различия в фазе каждого сигнала и определять, сколько времени сигналы потратили на путешествие, что, в свою очередь, позволяет им определить расстояние.

С большинством современных смартфонов и ноутбуков, имеющих несколько антенн Wi-Fi, Chronos может не только определить расстояние, но и направление другого устройства, обнаруживая его точное относительное положение в пространстве. Утверждается, что Chronos может локализовать устройства с точностью до 65 см (или примерно в 10 раз точнее GPS), используя только стандартные Wi-Fi карты, что намного точнее, чем GPS. Поэтому это полезно для тех приложений, которые будут все больше требоваться сейчас и в будущем внутри помещений – особенно в контексте Интернета вещей (IoT).

Исследователи MIT, аспирант Дипак Васишт и профессор Дина Катаби, представляют себе использование Chronos для подсчета людей в умных домах для управления освещением, для предоставления Wi-Fi без пароля в кафе (исключая нахлебников снаружи) и для безопасной работы роботов рядом с людьми.

«Поскольку Wi-Fi широко используется и есть в каждом мобильном телефоне, было бы хорошо использовать эту удивительную технологию для как можно большего числа приложений», – сказала Катаби в интервью IEEE Spectrum.

Однако есть некоторые ограничения. Хотя Chronos может работать на существующих Wi-Fi устройствах, используя только приложение (или обновление прошивки для точки доступа), каждое устройство должно пройти одноразовую настройку расстояния. Поскольку Chronos занимает около одной десятой секунды для переключения всех диапазонов Wi-Fi, его точность снижается, если устройства движутся относительно друг друга во время этой первоначальной настройки.

Итак, нужно ли ставить свой смартфон на прилавок – или на стол в фуд-корте, если вы находитесь в торговом центре – чтобы он оставался совершенно неподвижным? «Ходить нормально, но мы не говорим о ком-то в машине», – говорит Катаби. «Однако для дрона на самом деле лучше, если он движется. Поскольку его движение контролируется и вы знаете скорость, вы можете использовать эту информацию в обратной связи для улучшения ваших результатов.»

Chronos был протестирован Васиштом и Катаби на квадрокоптере AscTec Hummingbird, оснащенном Wi-Fi картой Intel 5300 и камерой Go-Pro. Дрон был установлен на расстоянии 1.4 метра от нетбука, фотографируя компьютер по мере его движения. Chronos смог удерживать дрон на расстоянии всего 4 см от его запрограммированного расстояния.

Для дальнейшего повышения разрешения Chronos и для начала создания функций, таких как геозонирование, устанавливающего виртуальные границы, являются следующими шагами для Васишта и Катаби. Исследователи ведут переговоры с MIT о коммерциализации технологии.

Источник: IEEE Spectrum