利用无线射频技术对未携带设备物体进行定位的研究与实现

Transceiver-free object localization is to localize object without carrying any device, which is a promising cutting-edge technology in the world.In traditional radio-based localization methods, the target object has to carry a transmitter (e.g., active RFID), a receiver (e.g., 802.11x detector), or a transceiver (e.g., sensor node). However, such requirement can not be satisfied in some applications,such as safe guard systems. Other non-radio based technologies to localize transceiver-free object all have limitations in application.For example, video can not work in dark area and has privacy problem. Laser technology is accurate but with very high cost.In this proposal, we leverage the interference of the target transceiver-free object to the wireless signals to localize transceiver-free objects. To achieve this goal, we will accomplish four critical tasks in this research project. We first investigate the fundamental characteristics and the model of object interfernce to the wireless signal. In the second task, we then investigate localization methods by using the interference model. In the Third task, we will derive coverage model and coverage methods in such application. In the last we aim to improve the accuracy, scalability, latancy problem in transceiver-free localization. We plan to publish 8-10 papers in top conferences and journals, so keep the leading impact of our research group.

未携带设备物体的定位是指需要找出位置的物体本身不会携带任何无线射频收发装置，是一项具备巨大商业价值和社会意义的前沿科技。传统的基于无线射频技术的物体定位皆需要被定位物体携带无线收发装置来协助追踪（如GPS等），极大限制了实际中的应用(如防盗、安全监控系统等)。而现存的未携带设备物体定位，例如视频，红外，激光等技术都有其自身的限制条件，出于成本等诸多考虑很难大规模投入到实际应用中尤其是室内环境中。该研究计划在无线网络中（如802.11、zigbee）利用未携带设备物体对无线信号的干扰来进行定位追踪，深入研究探索未携带设备物体对无线信号的干扰理论模型，定位方法，覆盖理论模型，精确性，可扩展性，延迟性，通用性等关键科学问题。从而提供一个低成本，高效率，隐蔽的非介入式的物体定位追踪服务。团队目标在国外发表高质量期刊会议论文8-10篇，申请专利1-2项，保持本团队在该研究方向上已有的国际领先影响力。

未携带设备物体的定位是指需要找出位置的物体本身不会携带任何无线射频收发装置，是一项具备巨大商业价值和社会意义的前沿科技。传统的基于无线射频技术的物体定位皆需要被定位物体携带无线收发装置来协助追踪（如GPS 等），极大限制了实际中的应用(如防盗、安全监控系统等)。而现存的未携带设备物体定位，例如视频，红外，激光等技术都有其自身的限制条件，出于成本等诸多考虑很难大规模投入到实际应用中尤其是室内环境中。该研究在无线网络中（包括802.11、无线传感器网络、RFID）利用未携带设备物体对无线信号的干扰来进行定位追踪，深入的研究探索了未携带设备物体对无线信号的干扰理论模型，定位方法，覆盖理论模型，精确性，可扩展性，延迟性，通用性等关键科学问题。提出了高精度的未携带设备物体追踪的基础理论和追踪方法，针对不同物体（主要是人体）对不同无线信号所产生的干扰建立了确定性的和概率性的模型，定位方法实现了最优覆盖，最优概率覆盖算法和去除多径效应干扰等方法，投递机制实现了分布式动态分簇的方法进行消息投递，实现了多个目标物体在动态环境下的追踪和姿势识别，改进了定位中的精确度，可扩展性，延迟度和对环境中参考节点的部署要求严格等问题。实验结果表明此方案可以达到追踪多个未携带设备物体的精确性小于1米，延迟度达到毫秒级别，提高追踪的精确度至60%以上。已达到了预期目标，能够提供一个低成本，高效率，隐蔽的非介入式的物体定位追踪服务。.项目按照计划进度正常执行，实际经费支出与预算基本相符，执行期间项目组成员共发表高质量期刊会议论文13篇（其中一篇本人一作文章忘记标注，因此有标注的文章12篇），其中包括3篇本领域内顶级期刊IEEE Transaction on Parallel and Distributed System（CCF A类期刊，本人全部为第一作者或通信作者, 一篇获得该期焦点文章），高质量国际会议论文3篇（CCF B类2篇，CCF C类1篇，本人全部为第一作者或本人学生为第一作者）。其他SCI文章如KSII Transactions on Internet and Information Systems本人也大部分为第一作者，修改中论文多篇，获得专利授权1项, 培养了相关领域研究生2名。超出预期目标。