如果你被蒙上眼睛，帶進一棟陌生的11層樓復(fù)雜建筑（內(nèi)有圖書館、多層辦公區(qū)、地下室、倉庫等），讓你用3.5小時，獨自闖關(guān)8道“魔鬼”關(guān)卡后，毫發(fā)無損地站在指定區(qū)域……這種高難度的迷宮游戲，你闖關(guān)成功的把握有多大？

這是美國國家標準與技術(shù)研究院（NIST）舉辦的國際室內(nèi)定位比賽（PerfLoc）的決賽規(guī)則。PerfLoc是室內(nèi)定位領(lǐng)域難度最高、測試最嚴、影響最大的世界級賽事。全球共三支團隊被邀進入決賽，包括加州理工大學、硅谷PNI公司代表隊和武漢大學代表隊。4月27日，決賽在美國馬里蘭州舉行，武漢大學測繪遙感信息工程國家重點實驗室主任陳銳志教授帶領(lǐng)的團隊，成功通過全部8個復(fù)雜的測試場景考驗，奪得冠軍，獲2萬美元獎勵。

違反一個就淘汰

“決賽中必須同時滿足三個硬指標：3.5小時的比賽時間內(nèi)不能死機；響應(yīng)時間不能超過5秒；響應(yīng)時不能在同一個坐標位置?！标愪J志介紹。

比賽規(guī)則是這樣的：比賽組織方的工作人員拿著手機，安裝參賽團隊設(shè)計的室內(nèi)定位APP，進入大樓內(nèi)開始測試這款A(yù)PP的性能。

“這棟大樓我們是完全陌生的，只知道它的外部輪廓和WiFi位置。APP要在最短時間里，告訴工作人員‘我在哪里’?！眻F隊成員、博士生郭光毅說，大樓里有書架高低間隔的圖書館、走道狹窄的儲物間、沒有信號的地下室、旋轉(zhuǎn)樓梯、辦公室等，不管工作人員怎么“花式前行”，APP都要在5秒內(nèi)給出定位。

比如，工作人員把手機放在手推車里，以蛇行、舞步后退、爬行、進電梯等方式，推著手推車走一段距離后，要求報出此時的定位。如果響應(yīng)時間超過5秒，就犯規(guī)了；或者無法定位，報出上次匯報時的同一坐標位置，也犯規(guī)了。

比賽設(shè)置了8個苛刻的“魔鬼場景”，用戶行為模式包含多種行走模式，包括前進、后退、左右側(cè)走、爬行、推車、上下樓梯及乘電梯等。只有算法足夠“聰明”，才能完成NIST的高難度賽制——NIST花費20余萬美元，請注冊測量師打造精度評估系統(tǒng)首次采用IOS國際標準（ISO IEC 18305），從室內(nèi)定位場景、用戶行為模式、定位精度評價、算法響應(yīng)速度等方面制定比賽規(guī)則。

聲光電都是參照物

“人們有八成時間都在室內(nèi)活動?！标愪J志介紹，在全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)支撐下，室外定位技術(shù)已經(jīng)成熟，但到室內(nèi)就不那么靈敏了。

“我們平時用的各種計步APP，在很多日常情境下，比如，把手機放在推車里、進電梯等，精度就會產(chǎn)生很大的偏差?！标愪J志團隊在研發(fā)這一款A(yù)PP時，會融合聲、光、電、場所有信息作為輔助參照物，盡量精準地自動識別步行者的行為。

陳銳志介紹，智能手機內(nèi)置的傳感器，如手機里自帶的加速度計、陀螺儀、磁力計、氣壓計等，其實都能幫助定位。室內(nèi)空間也有豐富的信號源，如WiFi、藍牙、地磁以及門窗等都包含有地理信息。團隊通過算法將這些信號“翻譯”成位置，通過手機實現(xiàn)視覺定位的精度已達到30厘米。

陳銳志目前正承擔國家“十三五”重點研發(fā)計劃“高可用高精度室內(nèi)智能混合定位與室內(nèi)GIS技術(shù)”項目，“這次比賽，也是對項目階段性成果的一次很好的檢驗。我們也從比賽中發(fā)現(xiàn)了不足，項目的后半程需要更加努力，才能滿足國家對我們的要求?！标愪J志說。

在室內(nèi)如何獲得精準定位導(dǎo)航服務(wù)，成為科技創(chuàng)新和市場共同關(guān)注的焦點，Google、蘋果、百度等巨頭紛紛緊盯室內(nèi)定位導(dǎo)航技術(shù)。陳銳志說，尤其結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)后，其應(yīng)用需求將迎來爆發(fā)式增長。

“結(jié)課目標定為獲得冠軍”

這是一支跨學科研發(fā)團隊。由測繪遙感信息工程國家重點實驗室教授陳銳志、柳景斌、陳亮，衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)研究中心教授牛小驥，計算機學院副教授牛曉光、艾浩軍指導(dǎo)，多名博士后、博士和碩士研究生共同組成。

這支團隊的另一個身份，是一門科學研究課程的師生。

去年8月，在研究生院的支持下，陳銳志聯(lián)合上述教師組建授課團隊，開設(shè)了一門面向研究生的研究學分課。8月底，陳銳志在網(wǎng)上看到PerfLoc比賽通知后，決定師生一起參賽，將參加這一高難度賽事與上課合二為一。

“PerfLoc的高難度，我們業(yè)界是知道的。所以，我們將結(jié)課的目標定為：獲得冠軍。”陳銳志笑著說。

網(wǎng)上報名后，可以下載比賽要求，它們成為課程內(nèi)容。初賽共歷時5個月，每天可以向系統(tǒng)提交3次測試評估點的坐標，但整個比賽的總提交次數(shù)不能超過150次。NIST的網(wǎng)上測評系統(tǒng)會拿這些數(shù)據(jù)去測試精度，據(jù)此得出成績和排序。

每兩周的周一晚上，團隊召開討論會，集思廣益，同學們努力去發(fā)現(xiàn)科學問題和在導(dǎo)師們的指導(dǎo)下解決一個個問題?！氨热?，我們測試APP性能時，每天室內(nèi)行走近4萬步，盡可能地優(yōu)化算法?！惫庖愫完犛褌冊谶@門課中，進行了一次科研和體力的雙重實踐。

捧回國際冠軍的獎牌，意味著這門課如愿結(jié)課；陳銳志說，這只是個開始。

《中國教育報》2018年12月03日第7版