WiFi hjálpar vélmennum að sigla innandyra umhverfi

Verkfræðingar við háskólann í Kaliforníu í San Diego hafa þróað ódýra, litla orkutækni sem hjálpar vélmenni að kortleggja umhverfi sitt innandyra. Kerfið hjálpar vélmennunum að sigla jafnvel þegar það er lítil lýsing eða engin auðþekkjanleg kennileiti eða eiginleikar. 

Hópur vísindamanna tilheyrir þráðlausum samskiptaskynjun og nethópi, sem er undir forystu UC San Diego rafmagns- og tölvuverkfræðiprófessorsins Dinesh Bharadia. Það verður kynnt á 2022 alþjóðlegri ráðstefnu um vélfærafræði og sjálfvirkni (ICRA) í Fíladelfíu, sem stendur frá 23. til 27. maí. 

Rannsóknin var birt árið IEEE vélfærafræði og sjálfvirkni. 

Glæný nálgun

Nýlega þróuð tækni er með skynjara sem treysta á WiFi merki til að gera vélmenninu kleift að kortleggja umhverfi sitt og leið. Kerfið er glæný nálgun fyrir siglingar vélmenna innanhúss og það er einstakt í samanburði við fyrri sem nota sjónljósskynjara eins og myndavélar og LiDAR.

„WiFi“ skynjararnir nota útvarpsbylgjur í stað ljóss eða sjónrænna vísbendinga til að sjá, sem gerir þeim kleift að vinna betur í umhverfi þar sem myndavélar og LiDAR eiga í vandræðum. Þessar tegundir umhverfi eru venjulega lítil birta, breytilegt ljós og endurtekið umhverfi eins og langir gangar. 

Valkostur við LiDAR

WiFi hjálpar tækninni að ná stöðu sinni sem hagkvæmur valkostur við LiDAR, sem eru dýr og krefjast mikils afl. 

„Við erum umkringd þráðlausum merkjum nánast hvert sem við förum. Fegurðin við þessa vinnu er að við getum notað þessi hversdagslegu merki til að staðsetja og kortleggja innandyra með vélmennum,“ sagði Bharadia.

Aditya Arun er doktor í rafmagns- og tölvuverkfræði. nemandi í rannsóknarstofu Bharadia og fyrsti höfundur rannsóknarinnar. 

Rannsakendur smíðuðu frumgerð kerfisins með hillum vélbúnaði. Það samanstendur af vélmenni sem er búið WiFi skynjurum sem eru byggðir úr þráðlausum sendum sem fáanlegir eru í verslun. Þessir WiFi skynjarar senda og taka á móti þráðlausum merkjum til og frá WiFi aðgangsstöðum í umhverfinu og þessi samskipti eru það sem gerir vélmenninu kleift að kortleggja staðsetningu sína og hreyfistefnu. 

Roshan Ayyalasomayajula er einnig doktor í rafmagns- og tölvuverkfræði. nemandi í rannsóknarstofu Bharadia, auk meðhöfundar rannsóknarinnar. 

„Þessi tvíhliða samskipti eru nú þegar að eiga sér stað á milli fartækja eins og símans þíns og WiFi aðgangsstaða allan tímann - það er bara ekki að segja þér hvar þú ert,“ sagði Ayyalasomayajula. „Tæknin okkar snýst um þessi samskipti til að gera staðsetningar og kortlagningu í óþekktu umhverfi.

WiFi skynjararnir eru fyrst ómeðvitaðir um staðsetningu vélmennisins og hvar WiFi aðgangsstaðir eru í umhverfinu. Þegar vélmennið hreyfist kalla skynjararnir út aðgangsstaði og hlusta eftir svörum þeirra, sem síðan eru notuð sem kennileiti. 

Hvert inn- og út þráðlaust merki ber sínar einstöku líkamlegu upplýsingar sem hægt er að nota til að bera kennsl á hvar vélmenni og aðgangsstaðir eru í tengslum við hvert annað. Reikniritin gera WiFi skynjara kleift að draga þessar upplýsingar út og gera þessa útreikninga. Skynjararnir halda áfram að taka upp frekari upplýsingar og geta að lokum fundið hvert vélmennið er að fara. 

Tæknin var prófuð á hæð í skrifstofubyggingu þar sem nokkrir aðgangsstaðir voru settir um rýmið. Vélmenni var síðan búið WiFi skynjara, auk myndavélar og LiDAR til að framkvæma mælingar til samanburðar. Liðið stjórnaði vélmenninu og lét það ferðast nokkrum sinnum um gólfið. Það sneri líka í beygjum og fór niður langa og mjóa ganga með björtum og daufum rýmum. 

Prófin sýndu fram á að nákvæmni staðsetningar og kortlagningar sem WiFi skynjararnir veittu var á pari við það sem er í verslunarmyndavélinni og LiDar skynjara. 

„Við getum notað WiFi merki, sem eru í meginatriðum ókeypis, til að gera öfluga og áreiðanlega skynjun í sjónrænt krefjandi umhverfi,“ sagði Arun. „WiFi skynjun gæti hugsanlega komið í stað dýrra LiDAR og bætt við aðra ódýra skynjara eins og myndavélar í þessum aðstæðum.

Liðið mun nú vinna að því að sameina WiFi skynjara og myndavélar til að þróa enn fullkomnari kortatækni.