WACEL——基于WiFi和CCTV數據融合的室內定位系統

1 作品簡介

利用大型室內建筑物現有的WiFi和CCTV（閉路電視監控系統）設備，實現精度米級的全覆蓋實時室內定位系統。

2 工作原理

2.1 系統部署方案

系統部署方案網絡拓撲圖如圖1所示。

圖1 系統部署方案網絡拓撲圖

2.2 模塊架構

系統模塊架構如圖2所示。

圖2 模塊架構

3 創新點

（1）創新性。本系統創新性地將WiFi信號與CCTV信號融合，應用于目標軌跡識別領域。目前市面上所提供的室內定位系統，如RFID識別、UWB識別等，設備價格昂貴、布線復雜；單獨的WiFi識別成本低但準確性差，導致成本與精度間的技術矛盾不可調和。本項目團隊所設計的基于WiFi和CCTV數據融合的室內定位系統，能通過公共場合常見的CCTV攝像頭進行目標識別及追蹤，并采用WiFi信號匹配、校準，補充攝像頭盲區及遮擋部分。

（2）通用性。團隊自主設計的實時目標追蹤深度學習模型具有極高的范化能力，通過WiFi識別與攝像頭聯動，使提出的配套算法能夠被廣泛適用。本團隊成功將設計進行系統化和實踐化實現，搭建交互性良好的安卓客戶端界面，通過客戶端程序遠程操控WiFi信號，提供精準、實時的室內導航服務。有針對性且高效的目標追蹤解決方案，能夠在WACEL系統智能監控、智慧商業、智能制造、智能導航等領域發揮重要作用。

（3）實用性。本項目相比市面上其他室內定位系統，無需增設其他設備，成本低廉，識別方便，可利用大型建筑物已有的WiFi和CCTV，錄入每個設備的位置和每臺攝像機的4個樞軸點即可完成配置，進行身份識別，系統操作極其簡便（使用者通過手機客戶端獲取位置及路徑信息）。本項目無需增添額外的定位設備，即插即用，適合部署在布局復雜、目標密集的場所中，具有極大的獨特性及實用性。

（4）可靠性。該系統能夠精準采集數據并實時反饋、顯示，經團隊在大型商超、醫院及寫字樓等復雜場景多次測試，能夠確保數據傳輸的高速度與低出錯率。CCTV及WiFi數據相互補充、校準，所采用自主設計的基于路徑相干的數據融合定位算法，在監控盲區、目標遮擋等情況下也能夠實現精準定位。同時，系統目前也能夠解決跨越不同樓層，多個監控視角轉換及公共場合人流密集、目標復雜的問題，識別率較高。

4 市場前景

室內定位對于發展至關重要，它是物聯網和位置大數據的基礎，在消費者和企業服務中均有廣泛的應用。室內定位不僅可以為消費者提供智慧便利的生活，更能促進企業營銷和運營效率。據機構統計預測，室內定位市場規模巨大，且呈現逐年高速增長態勢。

當前室內建筑物普遍缺乏定位服務，且團隊經過廣泛的市場調研發現，目前實施的室內定位解決方案，必須滿足2個關鍵要求，即低成本和高精度。當前的低成本系統重用現有基礎設施（例如WiFi）但無法提供米級精度，而高端解決方案（例如RFID和UWB）鋪設成本過于昂貴。成本和準確性之間的矛盾使技術方向分散，導致現有解決方案無法滿足這2個要求。本團隊實現的新方法，旨在化解成本和準確性之間的矛盾，希望以極低的成本提供高精度定位服務。