近日，大連理工大學(xué)軟件學(xué)院、國(guó)際信息與軟件學(xué)院在水下可見(jiàn)光定位、無(wú)線感知方向再次取得突破性進(jìn)展，2篇論文被第30屆國(guó)際移動(dòng)計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)大會(huì)（The 30th Annual International Conference On Mobile Computing And Networking）（簡(jiǎn)稱MobiCom 2024）錄用。MobiCom是移動(dòng)計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的頂級(jí)學(xué)術(shù)會(huì)議（CCF認(rèn)定為A類會(huì)議）。本次MobiCom 2024會(huì)議在全球范圍內(nèi)僅錄用55篇論文，標(biāo)志著我院在水下通信、無(wú)線感知領(lǐng)域的研究已達(dá)到國(guó)際前沿水平。

成果一：UWBeacon：厘米級(jí)水下可見(jiàn)光定位系統(tǒng)

（UWBeacon: Lighting up Centimeter-Level Underwater Positioning）

該成果由我校林馳副教授、林佳南（2022級(jí)碩士研究生）、熊杰教授（麻省大學(xué)、微軟亞洲研究院）、王琪瑋（2022級(jí)博士研究生）、王雷教授、吳國(guó)偉教授、樊鑫教授和羅鐘鉉教授共同完成。該論文設(shè)計(jì)了一個(gè)名為UWBeacon的創(chuàng)新系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于可見(jiàn)光定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)了厘米級(jí)精度的水下三維定位，可為水下機(jī)器人的精細(xì)化作業(yè)提供基礎(chǔ)。UWBeacon由LED信標(biāo)與相機(jī)接收器兩部分組成，信標(biāo)安裝于水下基礎(chǔ)設(shè)施上，發(fā)射可見(jiàn)光作為定位參考點(diǎn)，接收器安裝于水下機(jī)器人上，拍攝包含信標(biāo)的圖像用于定位。該系統(tǒng)基于藍(lán)色和綠色偏振光設(shè)計(jì)了新型的信標(biāo)與接收器硬件，以提高系統(tǒng)的工作距離。此外，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一種基于RGB圖像差分的背景消除方法，該方法能夠有效去除環(huán)境光干擾，提高信標(biāo)檢測(cè)的魯棒性。最后，系統(tǒng)以信標(biāo)作為參考點(diǎn)，并結(jié)合慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)計(jì)算接收器的三維位置和方向。大規(guī)模測(cè)試表明，該系統(tǒng)能夠有效應(yīng)對(duì)環(huán)境光干擾，并在10米的距離上實(shí)現(xiàn)了6厘米以內(nèi)的定位誤差和1.5度以內(nèi)的定向誤差。

成果二：基于商用UWB實(shí)現(xiàn)細(xì)粒度紡織物濕度感知

(Fine-grained Textile Moisture Sensing with Commodity UWB)

該成果由我校林馳副教授、王兆赫（2022級(jí)碩士研究生）、熊杰教授（麻省大學(xué)、微軟亞洲研究院）、李鳳岐教授（大連交通大學(xué)合作學(xué)者）以及吳國(guó)偉教授共同完成。該論文以紡織品濕度檢測(cè)為研究背景，提出了一種基于超寬帶（UWB）信號(hào)的非接觸式濕度測(cè)量系統(tǒng)MSoT。該系統(tǒng)通過(guò)檢測(cè)紡織材料濕度變化引起的UWB信號(hào)反射特性變化，實(shí)現(xiàn)了對(duì)紡織品濕度的精確測(cè)量?，F(xiàn)有的濕度檢測(cè)方法大多依賴于接觸式傳感器，且難以應(yīng)對(duì)紡織品的弱反射信號(hào)問(wèn)題，而本研究首次提出了利用無(wú)線信號(hào)進(jìn)行紡織品濕度精細(xì)測(cè)量的方法，并在各類復(fù)雜場(chǎng)景下驗(yàn)證了其有效性。在論文中，研究團(tuán)隊(duì)首先建立了一個(gè)理論模型，通過(guò)分析紡織品在不同濕度條件下的介電性能變化，進(jìn)一步推斷目標(biāo)對(duì)UWB信號(hào)的反射特性的影響，構(gòu)建了濕度與信號(hào)特征之間的映射關(guān)系。其次，通過(guò)MIMO天線陣列和波束成形技術(shù)增強(qiáng)了目標(biāo)信號(hào)的反射，并采用小波去噪技術(shù)進(jìn)一步提高了信噪比。在不同材質(zhì)、尺寸、厚度的紡織品樣本上進(jìn)行的大規(guī)模實(shí)驗(yàn)表明，該系統(tǒng)的濕度測(cè)量誤差在1.4%以內(nèi)，可提供持續(xù)精確的濕度檢測(cè)結(jié)果。