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，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："今天有許多技術(shù)方法試圖利用無線電信號(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，意味著我們需要開發(fā)一個(gè)強(qiáng)大的框架來實(shí)時(shí)管理來自不同技術(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?！?/p>

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)備的視角來推斷物體發(fā)出的信號(hào)來自哪個(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)致無線電信號(hào)在不同時(shí)間通過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)練來選擇最能定位被追蹤物體的位置估計(jì)。"Vilajosana解釋說。

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，為了減少云計(jì)算過程，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自被追蹤物體或人員的傳感器的無線電信號(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："在一個(gè)完美的世界里，這種轉(zhuǎn)換是一個(gè)幾何過程，取決于天線之間的空間（距離）和無線電頻率（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："在解決這些問題時(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)施與工廠或物流倉庫的信息系統(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)（如工廠或倉庫的庫存）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。