一门课 一个世界冠军

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  本届比赛首次采用了IOS国际标准(ISO IEC 18305),从室内定位场景、用户行为模式、定位精度评价、算法响应速度等方面制定比赛评判方案。决赛规则是这样的:组织方工作人员拿着手机,安装参赛团队设计的室内定位APP后,进入大楼测试它的性能。
  APP必须满足3个硬指标:3.5小时的比赛时间内不能死机;响应时间不能超过5秒;响应时不能出现同一个坐标位置。决赛设置了8个“魔鬼场景”,有书架高低间隔的图书室、走道狭窄的储物间、没有信号的地下室、旋转楼梯、办公室等。涉及的行为模式则全面覆盖了人们日常定位的各种场景、模式。
  比赛时,不管工作人员怎么“花式前行”,比如蛇行、舞步、进电梯、把手机放在手推车里推着走等,APP都必须在5秒内报出定位。
  全球共三支团队进入决赛,包括加州理工大学、硅谷PNI公司代表队和武汉大学代表队。最终,武汉大学作为唯一一支完成比赛的队伍,获得冠军。
  PerfLoc作为室内定位领域难度最高、测试最严、影响最大的世界级赛事,分为初赛、决赛两个阶段。共有美国加州理工大学、卡耐基梅隆大学、韩国科学技术院等世界名校,以及来自硅谷、北京的多家科技公司的170余支队伍参赛。
  武汉大学这支跨学科团队,由测绘遥感信息国家重点实验室教授陈锐志带队,测绘遥感信息工程国家重点实验室、卫星导航研究中心、计算机学院的多名师生组成。
  在全球卫星导航系统支撑下,目前室外定位技术已经成熟,但到室内就不那么灵敏了。如何在室内获得精准定位导航服务,已成为科技创新和市场共同关注的焦点。
  在研发这一款APP时,陈锐志老师团队独创性地融合了声、光、电、场所有信息作为辅助参照物,用到了各种各样的算法,以尽量精准地自动识别步行者的行为。“智能手机内置的传感器,如手机里自带的加速度计、陀螺仪、磁力计、气压计等,都能帮助定位,”博士生郭光毅告诉我们,“除此之外,室內空间也有丰富的信号源,如WiFi、蓝牙、地磁以及门窗等都包含有地理信息。”借助这些信息,团队通过各种算法将它们“翻译”成位置,让智能手机成了使用者的“眼睛”。如今,团队通过手机实现视觉定位的精度已达到30厘米。
  目前,陈锐志老师正承担“高可用高精度室内智能混合定位与室内GIS技术”国家级项目。“这次比赛,是对项目阶段性成果的一次很好的检验。”陈老师说。
  这支团队的另一个身份,是一门课程的师生。2017年8月,陈锐志老师联合几位教师,开设了一门研究生课。8月底,陈老师决定联合师生一起参加PerfLoc比赛,并将参加这一高难度赛事与上课合二为一。“PerfLoc的高难度,我们业界是知道的。我们将结课的目标定为:获得冠军。”陈老师笑着说。
  此后,他们逐步解决一个个问题。“比如在测试APP性能时,我们每天要在室内行走近4万步,以尽可能地优化算法。”郭光毅说。
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