NeTS: Small: Handheld mm-Accurate Positioning for Wearables

NeTS:小型:手持式毫米级可穿戴设备精确定位

基本信息

  • 批准号:
    1718435
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 50万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2017-08-15 至 2021-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This proposal develops a system that can track wearables on a user's body with millimeter (mm) accuracy using a handheld device in the user's pocket. Unlike past work, it does so without the need for external infrastructure (e.g. cameras or antenna arrays) or inaccurate, bulky and battery-powered sensors on the body. The proposed work attaches tiny radio frequency identification (RFID) tags that are cheap (costing a few cents) and completely battery-free on to on-body devices or the user's clothing. It then monitors the locations of these tags from a handheld RFID reader in the user's pocket. Unlike past solutions that use bulky, many-antenna RFID readers to locate RFID tags, our approach needs only a single-antenna reader that is both compact and portable. The proposed work will be fully implemented and evaluated on commodity RFID hardware and tags; the solution opens up a rich set of applications. Consider medical tests such as Electroencephalogram (EEG) that can become truly 'wearable', with electrodes on the head positioned automatically without requiring time-consuming manual measurements by a physician. Or consider smart textiles that can now serve as gesture-based interfaces that track a user's movements relative to handheld devices. The proposed research presents three contributions: (1) It proposes a novel approach to disentangle wireless signals traversing different paths from RFID tags to a single-antenna RFID reader - a key challenge in positioning research. It achieves this without relying on bulky, multi-antenna arrays used in past literature. Its core idea is to use signals from teams of RFID tags to separate wireless signal components along different paths. (2) It investigates a solution to locate RFID tags relative to other tags whose positions are known. It seeks to do this using an algorithm that leverages similarity between the wireless signal paths experienced by the tag of interest and neighboring tags whose locations are known. (3) It fully integrates the system to target two applications: i) A wearable EEG system that tracks electrodes on the head using RFID tags attached to them. This eliminates the need for cumbersome manual measurements that doctors perform today before administering the test, allowing EEG to be truly portable. ii) A smart fabric with embedded RFID tags tracked by a mobile device to track the users movements both for continuous fitness monitoring and to create a gesture-based user interface.
该提案开发了一种系统,可以使用用户口袋中的手持设备以毫米 (mm) 精度跟踪用户身体上的可穿戴设备。与过去的工作不同,它不需要外部基础设施(例如相机或天线阵列)或身体上不准确、笨重的电池供电传感器。 拟议的工作将廉价(几美分)且完全无需电池的微型射频识别(RFID)标签贴在身上的设备或用户的衣服上。然后,它通过用户口袋中的手持式 RFID 阅读器监控这些标签的位置。与过去使用笨重的多天线 RFID 读取器来定位 RFID 标签的解决方案不同,我们的方法只需要一个紧凑且便携的单天线读取器。拟议的工作将在商品 RFID 硬件和标签上全面实施和评估;该解决方案开辟了丰富的应用程序集。考虑一下诸如脑电图 (EEG) 之类的医学测试,它可以成为真正的“可穿戴”设备,头上的电极可以自动定位,无需医生耗时的手动测量。或者考虑一下智能纺织品,它现在可以用作基于手势的界面,跟踪用户相对于手持设备的运动。拟议的研究提出了三个贡献:(1)它提出了一种新颖的方法来解开从 RFID 标签到单天线 RFID 阅读器的不同路径的无线信号 - 这是定位研究中的一个关键挑战。它无需依赖过去文献中使用的笨重的多天线阵列即可实现这一目标。其核心思想是利用RFID标签组发出的信号来分离沿不同路径的无线信号分量。 (2) 研究了一种相对于位置已知的其他标签来定位 RFID 标签的解决方案。它试图使用一种算法来实现这一点,该算法利用感兴趣的标签和位置已知的相邻标签所经历的无线信号路径之间的相似性。 (3) 它完全集成了系统,以实现两种应用:i) 可穿戴 EEG 系统,使用附着在电极上的 RFID 标签来跟踪头部电极。这消除了医生今天在进行测试之前进行繁琐的手动测量的需要,从而使脑电图仪真正实现便携式。 ii) 带有嵌入式 RFID 标签的智能织物,由移动设备跟踪,以跟踪用户的运动,以进行持续的健身监测并创建基于手势的用户界面。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
RFID Tattoo: A Wireless Platform for Speech Recognition
RFID Tattoo:语音识别无线平台
  • DOI:
    10.1145/3369812
  • 发表时间:
    2019-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Wang, Jingxian;Pan, Chengfeng;Jin, Haojian;Singh, Vaibhav;Jain, Yash;Hong, Jason I.;Majidi, Carmel;Kumar, Swarun
  • 通讯作者:
    Kumar, Swarun
Pushing the Range Limits of Commercial Passive RFIDs
突破商用无源 RFID 的范围限制
  • DOI:
  • 发表时间:
    2024-09-14
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Jingxian Wang;Junbo Zhang;R. Saha;Haojian Jin;Swarun Kumar
  • 通讯作者:
    Swarun Kumar
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  • 通讯作者:
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  • 通讯作者:
    Stephanie Gil
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作者:{{ showInfoDetail.author }}

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