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2018-11-15 08:43 来源:华股财经

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对话武大国家重点实验室主任:用室内导航可蒙眼走出陌生大楼

发布时间:2018-11-15 15:40:16来源:楚天都市报
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图为:陈锐志教授在讲解室内定位原理

楚天都市报记者柯称 通讯员吴江龙 摄影:楚天都市报记者黄士峰

人物介绍

陈锐志,1963年 11月生,广东台山人,教授、博士生导师,武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室主任。1985年毕业于武汉测绘学院工程测量系,1991年在芬兰赫尔辛基大学地球物理专业获得博士学历。主要研究方向包括智能手机泛在定位和卫星导航,在导航与定位领域有近三十年的研究基础。

对话背景

9月24日至27日,第九届国际室内定位与室内导航大会(IPIN)在法国举行。陈锐志教授团队夺得手机组比赛的冠军。今年4月底,他带领团队获得美国国家标准与技术研究院(NIST)基于智能手机室内定位比赛的总冠军。

蒙上双眼也能走出陌生大楼

记者(以下简称记):我们先从您的团队刚获得的这项大奖说起吧,能介绍一下法国这项赛事吗?

陈锐志(以下简称陈):比赛在法国西部城市南特举行,为了更贴近实际应用效果,场地选在一个大型购物中心里。测试人员拿着手机室内导航,经历了乘坐电梯及扶梯、多楼层切换、车流密集的停车场、人流密集的购物区等多个场景,为了模拟消费者,还进行了两次15秒钟的停留。最终,我们的团队在75%的测试点位,定位误差都小于1.1米,夺得手机组的冠军。

记:之前在美国举行的室内定位大赛,也是您的团队夺魁。这项比赛有什么不同?哪个更难?

陈:美国的比赛也是全球三大室内定位赛事之一,它由美国国家标准与技术研究院发起,这家机构拥有6名诺贝尔奖得主,在很多技术领域非常权威,所以比赛难度更大,更接近于实战。比赛中,我们只允许提供一款APP。测试人员安装后走进一栋11层的复杂建筑中,用3.5小时走完数千个测试点位,闯过图书馆、走道狭窄的储物间、没有信号的地下室、旋转楼梯等8道关卡到达指定位置。测试人员还会想尽办法欺骗我们的算法,比如左右侧步走、后退、曲线前行,走楼梯,乘电梯,甚至是地上爬行等,每到一个测试点位,如果响应时间超过5秒或者无法定位,就犯规了。最终,只有我们一家成功闯关。

记:听上去有些像“密室逃脱”一样有意思。我们的手机导航一进楼里就没用了,你们怎么做到精确定位的呢?

陈:确实是这样,这项比赛是以能够帮助消防员在极端环境下工作为目标设计的。这两项比赛都不允许安装额外设备,对手机也不能进行改装。我们的程序原理,是根据预先知道的大楼外部轮廓和WiFi装置位置,根据手机接收的数据以及手机运动传感器,来计算出当前的位置。比如你去了一家商场,关注它的公众号,商场就可以推送自己的WiFi位置,你不需要知道WiFi密码,不用连接,就能利用WiFi进行室内定位。理论上,蒙上双眼用室内导航就能走出陌生大楼。

声音光源蓝牙都能用于定位

记:这项技术对于像我这种常在地下室找不到车的人来说,简直是一大福音。它的精度能达到多少?

陈:用这种零投资的方案,误差可以控制在2-5米,对于找车位、找房间来说已经够用。其实我们研究的重点,是更高精度的室内定位,做到误差一米以内,甚至是厘米级。这就需要综合利用声、光、电、场信息。我们在楼内加装一些微型基站,它们发射出人类听不到的音波、看不到的红外光、感受不到的蓝牙信号,普通的智能手机就可以接收到这些信号,从而计算出位置。还有一些辅助方法都可以利用手机完成,比如拍张照就能分析障碍物距离,比眼睛和大脑分析的精度更准确。

记:这样一来,手机就可以成为盲人的眼睛了?操作起来简单吗?

陈:高精度室内定位不仅可以服务于盲人,在物联网、人工智能、智慧工厂、精准营销等方面都大有用途。比如无人驾驶汽车,在室外可以利用卫星导航,到了地下室如何自动寻找车位停车?比如智能机器人,用我们的技术是不是能省掉一些昂贵的传感器?还有一些大型工厂、企业或大型船只,哪些人有权限进入哪些房间,是不是能用手机来代替门禁卡?做到这些,场地需要加装设备投资,但用户不需要,只要一台手机,使用起来和室外导航是同样的体验。

记:这些成果什么时候能走向市场,走进我们的手机?

陈:这要从两个方面来说。之前说的零投资方案比较容易推广,如果企业跟我们合作,相信大家不用等太久就能用到。之前就有打车软件公司与我们探讨,使用这种技术,人们在商场、地铁站里叫车,司机可以准确地开到地下停车场或地铁出口接客。如果是高精度方案,由于需要投入成本,目前推广还有一定难度。但我们相信,商家认识到它的商业价值后,会愿意投入。比如商场可以准确地引导每辆车到空闲车位,商户可以引流潜在客户,这都是实在的利益。

手机将成最好人工智能伙伴

记:目前很多高校面临科研成果难转化的问题,而您的研究从一开始就聚焦在每个人都离不开的手机上,非常贴近生活。这是否和您在诺基亚等公司的工作经历有关?

陈:我在芬兰和美国的高校、企业工作了近30年,感受到科研工作要具有开拓性、前瞻性,同时也要接地气,便于运用。1998年我进入诺基亚时,第一个任务就是要研究十年后儿童手机的功能。后来我带领的团队研发出用短信文字发送图案的功能,那是很简单的像素化图案,但可以看做是第一代表情包。离开诺基亚后,手机导航飞速普及,我就想在还属于空白的室内导航方面,做些研究。回到母校武汉大学,有了一流的平台,申请到了国家十三五重点研发项目,我希望能做出成绩。

记:手机的发展一直在突破我们的想象,您提出的“手机思维引擎”是一个什么概念?

陈:说简单点,就是让你的手机更懂你,在一定程度上理解你的意图,成为最好的人工智能伙伴。将定位技术结合大数据算法,手机的智能程度将迈上一个新台阶。比如你在会议室开会,手机判断后可以自动处理来电;在艺术馆的一幅画前停留了几秒钟,手机就会给出详细介绍,还能推荐同风格作品;下班走出办公楼,手机就会告诉你平时乘坐的公交车,还有几站抵达;家里老人突然跌倒,手机就会发出警报。做到这些,除了手机算法的研究,最基础的是定位和行为感知。比如说当我们走路的时候,手机能数着我们走了多少步,爬了几层楼梯。更复杂的“思维”功能需要更多的信息和更复杂的算法。

记:以往大家印象中学测绘遥感,要扛着器材东奔西走,是很苦很枯燥的工作。现在更多的研究都是结合信息化,变得很有意思。您怎么看这一趋势?

陈:学科的发展要跟上时代的发展,要能更好地服务国家战略需求和社会经济的发展。如果大家都在研究人工智能,我们还在搞传统的测绘测量,那就要落伍了。我们实验室的发展理念是,从感知走向智能,让地理空间信息在人工智能领域发挥更大效能。比如你们曾经报道的“珞珈一号”实验卫星、智能3D建模技术等,都是向着地理空间信息服务于人工智能的方向发展。

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