Технологията се състои от сензори, които използват WiFi сигнали, за да помогнат на робота да картографира къде отива. Това е нов подход към навигацията на роботи на закрито. Повечето системи разчитат на оптични светлинни сензори като камери и LiDAR. В този случай така наречените "WiFi сензори" използват радиочестотни сигнали, а не светлинни или визуални знаци, за да видят, така че те могат да работят в условия, при които камерите и LiDAR се борят - при слаба светлина, променяща се светлина и повтарящи се среди, като напр. дълги коридори и складове.
И чрез използване на WiFi, технологията може да предложи икономична алтернатива на скъпите и енергоемки LiDAR, отбелязват изследователите.
Екип от изследователи от Wireless Communication Sensing and Networking Group, ръководен от професора по електроника и компютърно инженерство в UC San Diego Dinesh Bharadia, ще представи работата си на Международната конференция по роботика и автоматизация (ICRA) през 2022 г., която ще се проведе от 23 до 27 май във Филаделфия.
„Заобиколени сме от безжични сигнали почти навсякъде, където отидем. Красотата на тази работа е, че можем да използваме тези ежедневни сигнали, за да извършваме локализация на закрито и картографиране с роботи“, каза Бхарадия.
„Използвайки WiFi, ние изградихме нов вид сензорна модалност, която запълва празнините, оставени от днешните базирани на светлина сензори, и може да позволи на роботите да навигират в сценарии, в които в момента не могат“, добави Адитья Арун, който е доктор по електротехника и компютърно инженерство. студент в лабораторията на Bharadia и първият автор на изследването.
реклама
Изследователите изградиха своята прототипна система, използвайки готов хардуер. Системата се състои от робот, който е оборудван с WiFi сензори, които са изградени от достъпни в търговската мрежа WiFi трансивъри. Тези устройства предават и получават безжични сигнали до и от WiFi точки за достъп в околната среда. Това, което прави тези WiFi сензори специални е, че те използват тази постоянна комуникация напред-назад с WiFi точките за достъп, за да картографират местоположението и посоката на движение на робота.
„Тази двупосочна комуникация вече се осъществява между мобилни устройства като вашия телефон и WiFi точки за достъп през цялото време – просто не ви казва къде се намирате“, каза Рошан Айяласомаяджула, който също е доктор по електроника и компютърно инженерство .Д. студент в лабораторията на Bharadia и съавтор на изследването. „Нашата технология използва тази комуникация, за да извърши локализация и картографиране в непозната среда.“
Ето как работи. В началото WiFi сензорите не са наясно с местоположението на робота и къде се намира някоя от WiFi точките за достъп в околната среда. Да разберете това е като да играете игра на Марко Поло - докато роботът се движи, сензорите извикват точките за достъп и слушат техните отговори, като ги използват като ориентири. Ключът тук е, че всеки входящ и изходящ безжичен сигнал носи своя собствена уникална физическа информация - ъгъл на пристигане и дължина на директния път до (или от) точка за достъп - която може да се използва, за да се разбере къде са роботът и точките за достъп са във връзка един с друг. Алгоритмите, разработени от екипа на Bharadia, позволяват на WiFi сензорите да извличат тази информация и да правят тези изчисления. Докато обаждането и отговорът продължават, сензорите улавят повече информация и могат точно да локализират къде отива роботът.
Изследователите тестваха технологията си на етаж от офис сграда. Те поставиха няколко точки за достъп около пространството и оборудваха робот с WiFi сензори, както и камера и LiDAR за извършване на измервания за сравнение. Екипът контролира своя робот да пътува няколко пъти по пода, да завива по ъглите, да слиза по дълги и тесни коридори и да преминава както през светли, така и през слабо осветени пространства.
При тези тестове точността на локализацията и картографирането, осигурени от WiFi сензорите, беше равна на тази на комерсиалната камера и LiDAR сензорите.
„Можем да използваме WiFi сигнали, които по същество са безплатни, за да извършваме стабилно и надеждно наблюдение във визуално предизвикателни среди“, каза Арун. „WiFi сензорите потенциално биха могли да заменят скъпите LiDAR и да допълнят други евтини сензори като камери в тези сценарии.“
Това е, което екипът сега проучва. Изследователите ще комбинират WiFi сензори (които осигуряват точност и надеждност) с камери (които предоставят визуална и контекстуална информация за околната среда), за да разработят по-пълна, но евтина технология за картографиране.
