加州大学圣地亚哥分校的工程师开发了一种低成本、低功耗的技术，帮助机器人在室内准确地绘制路线，即使在光线不好、没有可识别的地标或特征的情况下。
这项技术由使用WiFi信号的传感器组成，以帮助机器人绘制其前进方向的地图。这是一种室内机器人导航的新方法。大多数系统依赖于光学光传感器，如照相机和激光雷达。在这种情况下，所谓的“WiFi传感器”使用射频信号，而不是光或视觉线索来观察，因此它们可以在相机和激光雷达难以适应的条件下工作鈥攊n光线不足、光线变化和重复性环境，如长走廊和仓库。
研究人员指出，通过使用WiFi，这项技术可以为昂贵且耗电的激光雷达提供一种经济的替代方案。
由加州大学圣地亚哥分校电气和计算机工程教授Dinesh Bharadia领导的无线通信传感和网络小组的研究人员将在5月23日至27日于费城举行的2022年机器人与自动化国际会议（ICRA）上介绍他们的工作。
巴拉迪亚说：“我们几乎所到之处都被无线信号包围着。这项工作的美妙之处在于，我们可以利用这些日常信号对机器人进行室内定位和绘图。”。
“使用WiFi，我们构建了一种新的传感模式，填补了当今基于光的传感器留下的空白，它可以让机器人在当前无法实现的场景中导航，”巴拉迪亚实验室的电气和计算机工程博士生、该研究的第一作者阿迪蒂亚·阿伦补充道。
研究人员使用现成的硬件构建了他们的原型系统。该系统由一个配备WiFi传感器的机器人组成，该传感器由商用WiFi收发器制成。这些设备向环境中的WiFi接入点发送和接收无线信号。这些WiFi传感器的特殊之处在于，它们使用这种与WiFi接入点的持续来回通信来映射机器人的位置和移动方向。
“这种双向通信在手机和WiFi接入点等移动设备之间一直都在进行鈥攊RoshanAyyalasomayajula说道，他也是Bharadia实验室的电气和计算机工程博士生，也是这项研究的合著者我们的技术利用这种通信在未知环境中进行定位和映射。“”
下面是它的工作原理。一开始，WiFi传感器不知道机器人的位置以及任何WiFi接入点在环境中的位置。弄清楚这一点就像在玩马可波罗的游戏鈥攁当机器人移动时，传感器会呼叫接入点并监听它们的回复，将其作为地标。这里的关键是，每个传入和传出的无线信号都携带着自己独特的物理信息鈥攁n到达角和到（或从）接入点的直接路径长度鈥攖hat可用于确定机器人和接入点之间的关系。Bharadia团队开发的算法使WiFi传感器能够提取这些信息并进行计算。随着呼叫和响应的继续，传感器接收到更多信息，并能准确定位机器人的去向。
研究人员在一栋办公楼的地板上测试了他们的技术。他们在太空周围放置了几个接入点，并为机器人配备了WiFi传感器，以及一个摄像头和一个激光雷达来进行测量以进行比较。研究小组控制他们的机器人绕着地板转了好几圈，转弯，穿过又长又窄的走廊，穿过明亮又昏暗的空间。
在这些测试中，WiFi传感器提供的定位和绘图精度与商用摄像头和激光雷达传感器相当。
阿伦说：“我们可以使用基本上免费的WiFi信号，在视觉挑战性的环境中进行稳健可靠的感知。”。“在这些情况下，WiFi传感可能会取代昂贵的激光雷达，并补充其他低成本传感器，如摄像头。”
这就是团队目前正在探索的。研究人员将把WiFi传感器（提供精确性和可靠性）与摄像头（提供有关环境的视觉和上下文信息）相结合，开发出一种更完整、更廉价的地图技术。