文献来源:
X. Tong, H. Wang, X. Liu and W. Qu, "MapFi: Autonomous Mapping of Wi-Fi Infrastructure for Indoor Localization," in IEEE Transactions on Mobile Computing, vol. 22, no. 3, pp. 1566-1580, 1 March 2023, doi: 10.1109/TMC.2021.3108155.
摘要
基于Wi-Fi csi的室内定位系统可以实现分米级的定位精度。然而,这些系统需要预先知道Wi-Fi接入点(Access Point, AP)的位置和天线阵列方向,不适合大规模部署。为此,提出了一种基于MapFi的Wi-Fi基础设施自动地图构建方法。
为此,我们重点解决三个问题。首先,针对大量异构的Wi-Fi ap会产生不同布局的设备和天线,提出一种通用的AoA估计方法并生成Wi-Fi图。其次,虽然现有的系统可以提供较好的中位定位精度,但尾部性能通常要差得多。因此,我们开发了一种修正方法来减少尾部误差。第三,在大规模室内环境中部署时,障碍物和远距离通信可能导致CSI采集失败。因此,我们将Wi-Fi ap分割为组,最后合并这些组以生成全局Wi-Fi地图。通过在不同场景下的实验来验证所提出的方法。实验结果表明,在办公空间和开放空间中,定位误差分别在1.15m和0.74m以内,达到80%的定位精度,与已知Wi-Fi地图的定位精度相当。
结论
文中揭示了部署CSI定位系统的基本问题,并提出了一种自主Wi-Fi地图系统MapFi来解决该问题。所提方法可以显著减轻系统部署过程中现场调查的劳动强度。与之前的系统相比,我们首次在不修改硬件或额外移动机器人的情况下实现了Wi-Fi映射。在COTS Wi-Fi设备上实现了MapFi,并在真实环境中对提出的机制进行了验证。实验结果表明,该系统对自主构建的Wi-Fi地图的定位误差在1.15m和0.74m之间,达到了80%的定位精度,与现有人工标定Wi-Fi地图的定位精度相当。