WACEL——基于WiFi和CCTV数据融合的室内定位系统

1 作品简介

利用大型室内建筑物现有的WiFi和CCTV（闭路电视监控系统）设备，实现精度米级的全覆盖实时室内定位系统。

2 工作原理

2.1 系统部署方案

系统部署方案网络拓扑图如图1所示。

图1 系统部署方案网络拓扑图

2.2 模块架构

系统模块架构如图2所示。

图2 模块架构

3 创新点

（1）创新性。本系统创新性地将WiFi信号与CCTV信号融合，应用于目标轨迹识别领域。目前市面上所提供的室内定位系统，如RFID识别、UWB识别等，设备价格昂贵、布线复杂；单独的WiFi识别成本低但准确性差，导致成本与精度间的技术矛盾不可调和。本项目团队所设计的基于WiFi和CCTV数据融合的室内定位系统，能通过公共场合常见的CCTV摄像头进行目标识别及追踪，并采用WiFi信号匹配、校准，补充摄像头盲区及遮挡部分。

（2）通用性。团队自主设计的实时目标追踪深度学习模型具有极高的范化能力，通过WiFi识别与摄像头联动，使提出的配套算法能够被广泛适用。本团队成功将设计进行系统化和实践化实现，搭建交互性良好的安卓客户端界面，通过客户端程序远程操控WiFi信号，提供精准、实时的室内导航服务。有针对性且高效的目标追踪解决方案，能够在WACEL系统智能监控、智慧商业、智能制造、智能导航等领域发挥重要作用。

（3）实用性。本项目相比市面上其他室内定位系统，无需增设其他设备，成本低廉，识别方便，可利用大型建筑物已有的WiFi和CCTV，录入每个设备的位置和每台摄像机的4个枢轴点即可完成配置，进行身份识别，系统操作极其简便（使用者通过手机客户端获取位置及路径信息）。本项目无需增添额外的定位设备，即插即用，适合部署在布局复杂、目标密集的场所中，具有极大的独特性及实用性。

（4）可靠性。该系统能够精准采集数据并实时反馈、显示，经团队在大型商超、医院及写字楼等复杂场景多次测试，能够确保数据传输的高速度与低出错率。CCTV及WiFi数据相互补充、校准，所采用自主设计的基于路径相干的数据融合定位算法，在监控盲区、目标遮挡等情况下也能够实现精准定位。同时，系统目前也能够解决跨越不同楼层，多个监控视角转换及公共场合人流密集、目标复杂的问题，识别率较高。

4 市场前景

室内定位对于发展至关重要，它是物联网和位置大数据的基础，在消费者和企业服务中均有广泛的应用。室内定位不仅可以为消费者提供智慧便利的生活，更能促进企业营销和运营效率。据机构统计预测，室内定位市场规模巨大，且呈现逐年高速增长态势。

当前室内建筑物普遍缺乏定位服务，且团队经过广泛的市场调研发现，目前实施的室内定位解决方案，必须满足2个关键要求，即低成本和高精度。当前的低成本系统重用现有基础设施（例如WiFi）但无法提供米级精度，而高端解决方案（例如RFID和UWB）铺设成本过于昂贵。成本和准确性之间的矛盾使技术方向分散，导致现有解决方案无法满足这2个要求。本团队实现的新方法，旨在化解成本和准确性之间的矛盾，希望以极低的成本提供高精度定位服务。