室內(nèi)定位技術(shù)是工業(yè)部門數(shù)字化轉(zhuǎn)型的驅(qū)動(dòng)力之一。準(zhǔn)確而廉價(jià)地追蹤物體、資產(chǎn)和人的能力可以為從物流到醫(yī)療保健等各個(gè)領(lǐng)域的公司節(jié)省資源、時(shí)間和金錢。

Xavier Vilajosana是西班牙加泰羅尼亞奧貝塔大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)、多媒體和電信學(xué)院的教授，也是加泰羅尼亞大學(xué)互聯(lián)網(wǎng)跨學(xué)科研究所（IN3）無(wú)線網(wǎng)絡(luò)小組（WINE）的負(fù)責(zé)人，他正在協(xié)調(diào)該大學(xué)參與一個(gè)新的歐洲項(xiàng)目，該項(xiàng)目正在開(kāi)發(fā)改善室內(nèi)環(huán)境定位的創(chuàng)新解決方案。

DUNE使用深度學(xué)習(xí)技術(shù)與分布式計(jì)算系統(tǒng)相結(jié)合，利用了云計(jì)算和邊緣計(jì)算的優(yōu)勢(shì)。換句話說(shuō)，這些計(jì)算架構(gòu)既可以在遠(yuǎn)程服務(wù)器上運(yùn)行，也可以在產(chǎn)生數(shù)據(jù)的地方附近運(yùn)行。其目的是創(chuàng)建一個(gè)多功能的系統(tǒng)，使用各種可用的技術(shù)，并能適應(yīng)不同的潛在使用情況。

Xavier Vilajosana解釋說(shuō)："今天有許多技術(shù)方法試圖利用無(wú)線電信號(hào)的特性作為獲得物體之間相對(duì)位置的工具。這種技術(shù)的多樣性和它們可以使用的廣泛情況，以及高度多樣化的預(yù)算和應(yīng)用環(huán)境，意味著我們需要開(kāi)發(fā)一個(gè)強(qiáng)大的框架來(lái)實(shí)時(shí)管理來(lái)自不同技術(shù)的位置數(shù)據(jù)，同時(shí)能夠適應(yīng)多種工業(yè)需求，并在經(jīng)濟(jì)上具有吸引力。”

使用深度學(xué)習(xí)技術(shù)的輔助定位

室內(nèi)資產(chǎn)定位利用接收設(shè)備的視角來(lái)推斷物體發(fā)出的信號(hào)來(lái)自哪個(gè)方向，然后將這些信息轉(zhuǎn)化為對(duì)其位置的估計(jì)。這項(xiàng)技術(shù)的主要挑戰(zhàn)之一是信號(hào)發(fā)射器和接收器之間的障礙物（特別是在工業(yè)環(huán)境中）以及多徑傳播所產(chǎn)生的巨大誤差。多徑傳播是導(dǎo)致無(wú)線電信號(hào)在不同時(shí)間通過(guò)兩條或多條路徑到達(dá)接收天線的現(xiàn)象。

為此，信號(hào)處理是必不可少的--否則就會(huì)出現(xiàn)模糊不清的情況，導(dǎo)致物體位置的錯(cuò)誤。面對(duì)這一挑戰(zhàn)，DUNE在定位過(guò)程的各個(gè)階段納入了由深度學(xué)習(xí)技術(shù)輔助的定位機(jī)制，以實(shí)現(xiàn)最佳性能。深度學(xué)習(xí)涉及一種機(jī)器學(xué)習(xí)算法，它可以被訓(xùn)練為從輸入中學(xué)習(xí)，然后這些知識(shí)可以被用來(lái)根據(jù)新的信息得出結(jié)論。"數(shù)據(jù)使用不同的方法進(jìn)行處理，如深度學(xué)習(xí)方法，它被訓(xùn)練來(lái)選擇最能定位被追蹤物體的位置估計(jì)。"Vilajosana解釋說(shuō)。

分布式計(jì)算策略

該項(xiàng)目還將利用不同的計(jì)算架構(gòu)，從云到邊緣和遠(yuǎn)端計(jì)算。換句話說(shuō)，為了減少云計(jì)算過(guò)程，計(jì)算將分布在更接近數(shù)據(jù)源的各個(gè)節(jié)點(diǎn)上，從而減少服務(wù)器的響應(yīng)時(shí)間和帶寬，同時(shí)提高數(shù)據(jù)的安全性，而不是采用集中式戰(zhàn)略。

該系統(tǒng)是完全分布式的，由放置在要定位的物體上的各種傳感器和定位技術(shù)組成。這些設(shè)備產(chǎn)生原始數(shù)據(jù)的痕跡，必須進(jìn)行處理以獲得其估計(jì)的個(gè)別位置。最初的數(shù)據(jù)處理是在 "遠(yuǎn)端 "進(jìn)行的，也就是在發(fā)射信號(hào)的天線附近。

數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新

定位器的天線陣列收到了來(lái)自被追蹤物體或人員的傳感器的無(wú)線電信號(hào)。這些數(shù)據(jù)必須進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以估計(jì)確定信號(hào)方向的角度并提供實(shí)時(shí)更新。 Vilajosana強(qiáng)調(diào)說(shuō)："在一個(gè)完美的世界里，這種轉(zhuǎn)換是一個(gè)幾何過(guò)程，取決于天線之間的空間（距離）和無(wú)線電頻率（波長(zhǎng)）。然而，這些環(huán)境會(huì)受到噪音和不規(guī)則因素的影響。"

他繼續(xù)說(shuō)："在解決這些問(wèn)題時(shí)。深度學(xué)習(xí)方法可以成為一個(gè)非常有價(jià)值的工具，以獲得對(duì)物體位置的準(zhǔn)確估計(jì)。"

使用其他 "邊緣 "設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理和匯總，以提高系統(tǒng)的性能。另一個(gè)過(guò)濾步驟在此時(shí)加入，以改善信號(hào)轉(zhuǎn)換，并能夠納入不同的技術(shù)，在其他方法中使用深度學(xué)習(xí)。

云中的基礎(chǔ)設(shè)施

估算的位置從這些邊緣設(shè)備實(shí)時(shí)傳遞到云端基礎(chǔ)設(shè)施，該基礎(chǔ)設(shè)施與工廠或物流倉(cāng)庫(kù)的信息系統(tǒng)相連，工作正在進(jìn)行中。在云中，先進(jìn)的人工智能方法可用于糾正、改進(jìn)、分類、檢測(cè)異常情況和優(yōu)化操作。

這個(gè)云基礎(chǔ)設(shè)施處理對(duì)象的顯示和跟蹤，并將這些信息與其他子系統(tǒng)（如工廠或倉(cāng)庫(kù)的庫(kù)存）連接并相互關(guān)聯(lián)。

大規(guī)模的測(cè)試臺(tái)

這一技術(shù)方案將在整個(gè)項(xiàng)目中得到評(píng)估，該項(xiàng)目將在不同的場(chǎng)景中持續(xù)12個(gè)月，其結(jié)果將與目前其他技術(shù)解決方案進(jìn)行比較。首先，測(cè)試將在研究小組自己的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，隨后，大規(guī)模的測(cè)試將在一個(gè)專門為這種類型的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的建筑物中進(jìn)行，該建筑物的面積為1000平方米，可以對(duì)不同的技術(shù)進(jìn)行評(píng)估。