Technologie se skládá ze senzorů, které pomocí signálů WiFi pomáhají robotovi zmapovat, kam jde. Je to nový přístup k vnitřní robotické navigaci. Většina systémů se spoléhá na optické světelné senzory, jako jsou kamery a LiDAR. V tomto případě takzvané "WiFi senzory" používají k vidění radiofrekvenční signály spíše než světlo nebo vizuální podněty, takže mohou pracovat v podmínkách, kde kamery a LiDAR bojují - při slabém osvětlení, měnícím se osvětlení a opakujících se prostředích, jako je např. dlouhé chodby a sklady.
A pomocí WiFi by tato technologie mohla nabídnout ekonomickou alternativu k drahým a energeticky náročným LiDARům, poznamenali vědci.
Tým výzkumníků ze skupiny Wireless Communication Sensing and Networking Group, vedený profesorem elektrotechniky a počítačového inženýrství UC San Diego Dineshem Bharadiou, představí svou práci na Mezinárodní konferenci o robotice a automatizaci (ICRA), která se bude konat v roce 2022. od 23. do 27. května ve Philadelphii.
"Jsme obklopeni bezdrátovými signály téměř všude, kam jdeme. Krása této práce spočívá v tom, že tyto každodenní signály můžeme používat k lokalizaci a mapování uvnitř budov s roboty," řekl Bharadia.
"Pomocí WiFi jsme vytvořili nový druh snímací modality, která zaplňuje mezery, které za sebou zanechaly dnešní světelné senzory, a umožňuje robotům navigovat ve scénářích, kde v současnosti nemohou," dodal Aditya Arun, který je elektrotechnika a počítačové inženýrství Ph.D. student v Bharadiově laboratoři a první autor studie.
reklama
Výzkumníci postavili svůj prototyp systému pomocí běžně dostupného hardwaru. Systém se skládá z robota, který byl vybaven WiFi senzory, které jsou sestaveny z komerčně dostupných WiFi transceiverů. Tato zařízení vysílají a přijímají bezdrátové signály do az přístupových bodů WiFi v prostředí. Tyto WiFi senzory jsou výjimečné tím, že využívají tuto neustálou komunikaci tam a zpět s přístupovými body WiFi k mapování polohy a směru pohybu robota.
"Tato obousměrná komunikace již probíhá mezi mobilními zařízeními, jako je váš telefon a přístupové body WiFi, neustále - jen vám neřekne, kde jste," řekl Roshan Ayyalasomayajula, který je také doktorem elektrotechniky a počítačů. .D. student v laboratoři Bharadia a spoluautor studie. "Naše technologie využívá tuto komunikaci k lokalizaci a mapování v neznámém prostředí."
Funguje to takto. Na začátku WiFi senzory nevědí o poloze robota a o tom, kde se v okolí nachází kterýkoli z přístupových bodů WiFi. Přijít na to je jako hrát hru Marco Polo – jak se robot pohybuje, senzory volají na přístupové body a naslouchají jejich odpovědím a používají je jako orientační body. Klíčem je, že každý příchozí a odchozí bezdrátový signál nese své vlastní jedinečné fyzické informace – úhel příchodu a délku přímé cesty k (nebo z) přístupového bodu – které lze použít k určení, kde se nachází robot a přístupové body. jsou ve vzájemném vztahu. Algoritmy vyvinuté týmem Bharadia umožňují WiFi senzorům extrahovat tyto informace a provádět tyto výpočty. Jak hovor a odpověď pokračují, senzory zachytí více informací a mohou přesně lokalizovat, kam robot jde.
Výzkumníci testovali svou technologii na patře kancelářské budovy. Po prostoru umístili několik přístupových bodů a vybavili robota WiFi senzory, stejně jako kamerou a LiDAR pro provádění měření pro srovnání. Tým ovládal svého robota, aby několikrát cestoval po podlaze, zatáčel za rohy, šel dlouhými a úzkými chodbami a procházel světlými i tlumeně osvětlenými prostory.
V těchto testech byla přesnost lokalizace a mapování poskytovaná senzory WiFi srovnatelná s přesností komerčních kamer a senzorů LiDAR.
"Můžeme použít signály WiFi, které jsou v podstatě bezplatné, k provedení robustního a spolehlivého snímání ve vizuálně náročných prostředích," řekl Arun. "Snímání WiFi by v těchto scénářích mohlo potenciálně nahradit drahé LiDAR a doplnit další levné senzory, jako jsou kamery."
To je to, co tým nyní zkoumá. Výzkumníci budou kombinovat WiFi senzory (které poskytují přesnost a spolehlivost) s kamerami (které poskytují vizuální a kontextové informace o prostředí), aby vyvinuli úplnější, ale nenákladnou technologii mapování.
