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—— 第二部分 国家自然科学基金项目成果巡礼 ——

  随着GPS和北斗等卫星导航定位系统的投入使用,室外定位技术日趋成熟,已经可以达到很高的定位精度,但是作为定位的“最后一米”——室内定位技术,一直未能获得根本性的突破,这也是工业界和学术界多年来共同关注的焦点之一。上世纪末,刘云浩教授开始了定位方面的研究,并逐步形成了利用无线射频识别(RFID)进行室内定位的思路。2002年,刘云浩教授在国际上最早设计并实现了基于RFID的非测距室内定位系统LANDMARC,该系统的定位精度达到了米级。相关论文于2004年发表,迄今该论文他引已超过1800次。经过十年来国内外科研人员的不懈努力,利用RFID定位的精度也从米级逐步上升到了厘米级。

  2011年起,刘云浩团队与海航集团合作,探索将RFID定位技术应用到机场的行李分拣中。研发了首都国际机场T1航站楼和三亚凤凰机场的“人工行李分拣辅助系统”,试运行的结果表明,不仅降低了工人的劳动量,提高了工作效率,而且显著地提升了行李分拣的准确性。

  在系统的试运行过程中,通过对53个目的地机场、93条航线、1094次航班的约11万枚射频标签的实测数据分析,刘云浩教授和他的博士后杨磊等进一步认识到标签多样性是影响定位准确性的核心问题。2013年,刘云浩教授和杨磊博士把逆合成孔径雷达原理引入到标签信息获取方法中,并提出了“差分增强全息图”(Differential Augmented Hologram, DAH)定位方法,用以克服标签多样性对定位精度的影响,首次将室内定位精度提高到毫米级。不仅满足了航空行李分拣系统的需求,同时也满足了当前绝大多数室内定位的精度要求。这是迄今为止利用市场上商业化设备所取得的最好室内定位追踪结果,其精度比其它相关工作提高了近40倍。多家国际和国内媒体以“十五年积累、四十倍跨越”为题报道了这一突破。

  由于在无线网络及其定位领域方面的研究与贡献,刘云浩教授团队在2012年获得国家自然科学奖二等奖;2013年,刘云浩教授获得ACM 主席奖;与海航合作的分拣辅助系统获得“第十七届中国国际软件博览会”金奖。基于差分增强全息图定位方法的贡献,刘云浩教授团队发表在第20届ACM无线通信年会(ACM Mobicom2014)的论文Tagoram: Real-time Tracking of Mobile RFID Tags to High Precision Using COTS Devicesh(《射频全息图:利用商业化产品对移动射频标签进行实时高精度追踪》)获得大会唯一最佳论文奖。这是MobiCom大会首次将此奖项颁发给亚洲的科研院校。

  本研究得到国家自然科学基金重大项目、国家杰出青年科学基金等的支持。

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