Geolocalizzare un dispositivo WiFi all'interno di un edificio

Localizzare un dispositivo all’interno di un edificio, com’è noto, non è affatto semplice perché il segnale GPS non arriva.
Gli esperti del laboratorio Computer Science and Artificial Intelligence del MIT (Massachusetts Institute of Technology) hanno presentato un sistema basato unicamente sull’utilizzo del WiFi per rilevare automaticamente la posizione di un dispositivo indoor con un’approssimazione di qualche centimetro.

Battezzata Chronos, la soluzione presentata dai ricercatori del MIT poggia sull’invio di un segnale su tutte le 35 bande di frequenza (2,4 e 5 GHz) utilizzate per il WiFi.
Si pensi ad una coppia di dispositivi WiFi posti ad una certa distanza l’uno dall’altro in un ambiente chiuso. Il device “trasmettitore” passa da una banda all’altra nell’arco di 2 o 3 microsecondi; il ricevitore verifica le differenze di fase di ogni singolo segnale.
Come ultimo passo, è poi possibile calcolare il tempo impiegato dal segnale per raggiungere il ricevitore e, di conseguenza, stimare con buona approssimazione la distanza fra i due dispositivi WiFi.

Se uno dei due dispositivi fosse dotato di più antenne WiFi (come accade sempre più spesso coi moderni smartphone e notebook; vedere Che cos’è MU-MIMO e può davvero migliorare la connessione WiFi?), Chronos può stabilire l’angolo fra i device e calcolare il posizionamento spaziale.

Nel corso dei test svolti dai ricercatori, Chronos è stato in grado di posizionare correttamente i dispositivi con un errore massimo di 65 centimetri, utilizzando esclusivamente le schede WiFi.

L’unico problema consiste nel fatto che Chronos necessita di una “calibrazione” iniziale “una tantum”. Tale operazione potrebbe non avvenire correttamente se uno dei due dispositivi fosse rapidamente in movimento. In altre parole, camminare con il device in mano non influisce sull’accuratezza della rilevazione mentre già correre potrebbe portare a risultati falsati.
Nel caso di un dispositivo di cui si conosce la velocità – come può essere un drone – basterà comunque tenere in considerazione questo parametro per ottenere comunque risultati validi.

Gli esperti del MIT hanno mostrato il funzionamento di Chronos “chiedendo” ad un drone AscTec Hummingbird dotato di scheda WiFi Intel 5300 e videocamera Go Pro, di restare costantemente a 1,4 metri di distanza da un notebook e di scattare continuamente foto. Spostando il notebook, il drone è così continuato a rimanere all’esatta distanza prestabilita.

Le possibili applicazioni di Chronos sono innumerevoli e aprono scenari interessanti: si pensi ad un robot in grado di seguire costantemente il proprietario, alla fornitura dell’accesso ad Internet solo alle persone fisicamente presenti in un bar o in un qualunque altro locale, alla ricezione istantanea di indicazioni sull’imbarco corretto in aeroporto.