Locating Everyday Objects using NFC Textiles
Locating Everyday Objects using NFC Textiles
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使用 NFC 纺织品定位日常物品
DOI：
10.1145/3412382.3458254
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Kumar, Swarun
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang, Jingxian;Zhang, Junbo;Li, Ke;Pan, Chengfeng;Majidi, Carmel;Kumar, Swarun
本文构建了一种基于近场通信（NFC）的定位系统，允许普通表面在近场高精度定位周围物体。虽然在使用远场无线技术进行无设备定位方面已有丰富的工作，但对近场的探索较少。该领域的先前工作在极小的范围（几厘米）内进行，导致设计能够感知近距离而不是位置。我们提出了 TextileSense，这是一种近场波束形成系统，可以跟踪由导电材料制成的日常物体（例如人手），即使它们距离几十厘米。我们使用多个柔性 NFC 线圈天线，嵌入我们在智能环境中与之交互的普通和不规则形状的表面（家具、地毯等）。我们设计和制造专门的纺织线圈，将其编织到家具的织物中，并可以轻松地用丙烯酸涂料隐藏。然后，我们开发了一种近场盲波束形成算法来有效检测周围物体，并使用数据驱动的方法进一步推断它们的位置。 TextileSense 的详细实验评估显示，在跟踪距家具几十厘米范围内的感兴趣物体的位置时，平均准确度为 3.5 厘米。
This paper builds a Near-field Communication (NFC) based localization system that allows ordinary surfaces to locate surrounding objects with high accuracy in the near-field. While there is rich prior work on device-free localization using far-field wireless technologies, the near-field is less explored. Prior work in this space operates at extremely small ranges (a few centimeters), leading to designs that sense close proximity rather than location.We propose TextileSense, a near-field beamforming system which can track everyday objects made of conductive materials (e.g., a human hand) even if they are a few tens of centimeters away. We use multiple flexible NFC coil antennas embedded in ordinary and irregularly shaped surfaces we interact with in smart environments - furniture, carpets, etc. We design and fabricate specialized textile coils woven into the fabric of the furniture and easily hidden by acrylic paint. We then develop a near-field blind beamforming algorithm to efficiently detect surrounding objects, and use a data-driven approach to further infer their location. A detailed experimental evaluation of TextileSense shows an average accuracy of 3.5 cm in tracking the location of objects of interest within a few tens of centimeters from the furniture.
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