lu.se

LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA

Lunds universitet

Denna sida på svenska This page in English

Algoritmerna som ger positionering på centimeternivå

2015-05-20

Kalle Åström

Bo Bernhardsson

Fredrik Tufvesson

Tänk dig en framtid där du guidas runt i livsmedelsbutiken med hjälp av inköpslistan i din mobiltelefon. Äpplen – sväng höger, glutenfria kex – kolla på övre hyllan uppe till vänster, jordärtskockor – fortsätt 7,5 meter rakt fram. Detta kan bli verklighet tack vare den nya positioneringsteknik som forskare på Lunds Tekniska Högskola just nu håller på att utveckla. Hemligheten är att ta avancerade algoritmer från bildanalysområdet och tillämpa dem på radiosignaler och vanligt ljud.

Positionering utomhus är inga större problem, tack vare globala satellitsystem som amerikanska GPS och ryska Glonass. Framöver kommer ytterligare alternativ, som kinesiska BeiDou och europeiska Galileo. Kombineras satellitsignalerna med kompletterande radiobaserad teknik går det att få upplösning på centimeternivå. Utomhus.

Inomhus är det mycket svårare, men lundaforskarna har forskning på gång som ska lösa utmaningen. Projektet håller till på nystartade Lund Positioning Lab vid MAPCI (se separat artikel) och drivs av Kalle Åström från Matematikcentrum, Fredrik Tufvesson från Elektro- och informationsteknik samt Bo Bernhardsson från Reglerteknik.

– Att vi är forskare från flera olika institutioner och med väldigt olika bakgrund ser vi som en potentiell framgångsfaktor. Dessutom är det väldigt roligt att jobba tillsammans, säger Kalle Åström.

Hur funkar det då? Enkelt förklarat så använder forskarna sig av olika typer av radiovågor och/eller vanligt ljud. Genom att förflytta mottagaren, exempelvis en mobiltelefon, i lokalerna där man vill erbjuda positionering så går det att ”spela in” hur radiovågor, ljud och mottagare rör sig och studsar. Med hjälp av avancerade algoritmer kan forskarna sedan skapa en virtuell modell av hur lokalerna ser ut.

– Ljud, wifi, cellulärt mobiltelefonnät, UWB – ja, det finns kort sagt massor med signaler överallt i lokalerna. De signalerna är visserligen inte tänkta att användas för att skapa kartor, men vi har visat att man faktiskt kan göra det, dessutom med gott resultat, säger Fredrik Tufvesson.

Vad kan man då göra med den här tekniken? Endast fantasin sätter begränsningar. På ett sjukhus kanske man vill hålla koll på var alla sängar står eller hur patienter rör sig. I ett parkeringshus vill man kanske veta var bilarna står. Och i ett köpcentrum kan kunder erbjudas allt från extrapriser till virtuell guidning. Forskarna har för övrigt varit i köpcentrumet Nova i Lund för att testa tekniken, med så bra resultat att det förvånade forskarna själva.

– Det har varit möjligt med inomhuspositionering under cirka tio år, men med vår teknik går från superdyrt till jättebilligt, säger Bo Bernhardsson.

LTH-forskare i allmänhet och forskare på Matematikcentrum i synnerhet är kända för att vara flitiga när det gäller att starta företag för att nyttiggöra forskningen. Polar Rose, Mapillary och Cognimatics är några i raden av kända företag med sitt ursprung här. Kan det bli företagsspinnoff också med positioneringsforskningen?

– Det är inte uteslutet att vi drar igång företag, men det kan hända att vi istället väljer att samarbeta med existerande bolag. Ideonbolaget Combain håller ju på med positionering och just dem har vi redan samarbete med, säger Kalle Åström.

Centimeternivå är alltså på gång, och nästa steg är att öka upplösningen kanske ända till millimeternivå.

– Vi har ännu inte kombinerat teknikerna med telefonernas inbyggda gyro och accelerometer, men om man gör det så är det inte osannolikt att nå exakthet på millimetern när, säger Fredrik Tufvesson.

Målet är att förenkla vardagen även om det är svårt att säga vilka funktioner som främst kommer att slå.

– Detta öppnar upp för en enorm flora av tillämpningar. Rökdykare kan få koll på var folk befinner sig i en rökfylld byggnad, biblioteket får koll på var sina böcker befinner sig, och den lokala livsmedelsbutiken kan inventera allting i butiken varje dygn, säger Kalle Åström.

Anders Frick

 

Fakta – forskning för förbättrad positionering inomhus

Vad?
Forskare på Lunds Tekniska Högskola håller just nu på att utveckla en teknik som ska kunna positionera exempelvis mobiltelefoner med en upplösning på centimeternivå.

Hur?
Genom att kombinera signalstyrkorna från olika radio- och ljudkällor och mäta hur signalerna studsar kan forskarna skapa en virtuell kartmodell av det aktuella området. Modellen kan sedan användas för att positionera exempelvis mobiltelefoner. Knepet är att ta befintlig teknik och existerande signaler och använda dem på nytt sätt.

Vem?
Kalle Åström från Matematikcentrum, Fredrik Tufvesson från Elektro- och informationsteknik samt Bo Bernhardsson från Reglerteknik.

Form?
Positioneringsforskningen bedrivs i flera olika projekt:
* Ett Vinnova-finansierat projekt med Combain
* Inom ELLIIT
* Inom Bärbara seende system
* Inom Engross (som precis avslutats)
* Med finansiering från MAPCI.

Läs mer:

Lund Positioning Lab - nytt forskningslabb i Lund

Se mer:
https://www.youtube.com/watch?v=meegLqFKxvI