Indoor localization plays a vital role in applications such as emergency response, warehouse management, and augmented reality experiences. By deploying machine learning (ML) based indoor localization frameworks on their mobile devices, users can localize themselves in a variety of indoor and subterranean environments. However, achieving accurate indoor localization can be challenging due to heterogeneity in the hardware and software stacks of mobile devices, which can result in inconsistent and inaccurate location estimates. Traditional ML models also heavily rely on initial training data, making them vulnerable to degradation in performance with dynamic changes across indoor environments. To address the challenges due to device heterogeneity and lack of adaptivity, we propose a novel embedded ML framework called FedHIL. Our framework combines indoor localization and federated learning (FL) to improve indoor localization accuracy in device-heterogeneous environments while also preserving user data privacy. FedHIL integrates a domain-specific selective weight adjustment approach to preserve the ML model's performance for indoor localization during FL, even in the presence of extremely noisy data. Experimental evaluations in diverse real-world indoor environments and with heterogeneous mobile devices show that FedHIL outperforms state-of-the-art FL and non-FL indoor localization frameworks. FedHIL is able to achieve 1.62x better localization accuracy on average than the best performing FL-based indoor localization framework from prior work.


翻译:室内定位在应急响应、仓库管理和增强现实体验等应用中发挥着关键作用。通过在移动设备上部署基于机器学习(ML)的室内定位框架,用户可以在各种室内及地下环境中实现自我定位。然而,由于移动设备的硬件和软件栈存在异构性,可能导致定位结果不一致且不准确,因此实现精准的室内定位颇具挑战。传统ML模型还严重依赖初始训练数据,使其在室内环境动态变化时性能易发生退化。为解决设备异构性和缺乏自适应性的挑战,我们提出了一种名为FedHIL的新型嵌入式ML框架。该框架融合了室内定位与联邦学习(FL),可在设备异构环境中提升室内定位精度,同时保护用户数据隐私。FedHIL集成了领域特定选择性权重调整方法,即使在存在极端噪声数据的情况下,也能在FL过程中保持ML模型在室内定位中的性能。在多种真实室内环境和异构移动设备上的实验评估表明,FedHIL的性能优于现有最先进的FL及非FL室内定位框架。FedHIL的平均定位精度较先前工作中性能最佳的基于FL的室内定位框架提升了1.62倍。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
4+阅读 · 6月17日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员