Intensidad de Señal

Durante el recorrido del robot, el sistema mide de forma continua la intensidad de la señal WiFi (RSSI, Received Signal Strength Indicator) del punto de acceso al que está conectado. Cada medición queda asociada a una posición precisa dentro del frame de coordenadas map, lo que permite construir una representación espacial fiel de la cobertura de red en el entorno explorado.

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Medición de RSSI en el robot

El nodo ROS 2 wifi_sampler, implementado en wifi_sampler_realtime.py, se encarga de obtener el RSSI y enviarlo a Unity junto con la pose del robot.

Lectura del RSSI

El valor de señal se obtiene ejecutando el comando del sistema iw wlan0 link, que reporta el estado actual de la interfaz inalámbrica. El nodo analiza la salida con una expresión regular para extraer el campo signal:

signal: -62 dBm

Si la lectura falla por cualquier motivo (tiempo de espera agotado, interfaz no disponible), se usa el valor de respaldo -70 dBm.

Condición de muestreo

El nodo no toma muestras a intervalos de tiempo fijos, sino en función de la distancia recorrida. Solo se registra una nueva muestra cuando el robot ha avanzado al menos sample_distance metros desde la última posición registrada. El valor por defecto es 1.0 m y es configurable como parámetro ROS 2.

ros2 run wifi_sampler wifi_sampler_realtime \
  --ros-args -p sample_distance:=1.5 -p unity_ip:=192.168.1.50

Parámetro	Tipo	Valor por defecto	Descripción
unity_ip	string	100.119.230.103	Dirección IP del receptor UDP en Unity
unity_port	int	5007	Puerto UDP de destino
sample_distance	float	1.0	Distancia mínima entre muestras en metros
ssid	string	""	SSID forzado; si está vacío se lee del AP asociado

Obtención de la posición

La suscripción a /odom actúa únicamente como trigger periódico: cada vez que llega un mensaje de odometría, el nodo evalúa si debe tomar una muestra. La posición real utilizada en la muestra no proviene de la odometría, sino de la transformación map -> base_link consultada mediante tf2_ros.Buffer.lookup_transform. Esta transformación incorpora las correcciones del algoritmo SLAM, por lo que las coordenadas reflejan la posición estimada en el mapa global y no la simple integración de encoders.

Si el frame base_link no está disponible en el árbol TF, el nodo reintenta automáticamente con base_footprint. Si ambos fallan, la muestra se descarta y se emite una advertencia con limitación de frecuencia (máximo una advertencia cada 5 segundos).

candidate_frames = ['base_link', 'base_footprint']

for source_frame in candidate_frames:
    transform = self.tf_buffer.lookup_transform(
        'map',
        source_frame,
        rclpy.time.Time()
    )

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Estructura del JSON enviado a Unity

Cada muestra se serializa como un objeto JSON y se transmite por UDP al puerto configurado. El formato completo es el siguiente:

{
  "type": "sample",
  "t": 1718200345.892,
  "ssid": "MiRed_5G",
  "bssid": "aa:bb:cc:dd:ee:ff",
  "rssi": -62,
  "row": 0,
  "col": 0,
  "x": 2.4310,
  "y": -1.1050,
  "k": 14,
  "map_origin_x": -3.5,
  "map_origin_y": -2.1
}

Campo	Tipo	Descripción
type	string	Siempre "sample" para muestras de señal. El valor "shutdown" indica cierre de sesión.
t	float	Marca de tiempo Unix en segundos, derivada del reloj de ROS 2 con precisión de nanosegundos.
ssid	string	Nombre de la red WiFi a la que está conectado el robot.
bssid	string	Dirección MAC del punto de acceso asociado, en formato aa:bb:cc:dd:ee:ff.
rssi	int	Intensidad de señal en dBm. Rango habitual: -30 (excelente) a -90 (sin señal).
row	int	Fila en la cuadrícula del mapa de ocupación (reservado; actualmente siempre 0).
col	int	Columna en la cuadrícula del mapa de ocupación (reservado; actualmente siempre 0).
x	float	Coordenada X en el frame map de ROS 2, en metros.
y	float	Coordenada Y en el frame map de ROS 2, en metros.
k	int	Número secuencial de la muestra en la sesión actual. Se usa como clave para evitar duplicados en Unity.
map_origin_x	float	Coordenada X del origen del mapa, leída desde current_map.yaml, en metros.
map_origin_y	float	Coordenada Y del origen del mapa, leída desde current_map.yaml, en metros.

Las coordenadas x e y pertenecen al sistema de referencia global del mapa SLAM. Unity las usa directamente para posicionar cada muestra sobre el plano del mapa, aplicando la conversión de ejes correspondiente mediante MapFrameConverter.

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Modelo de datos en Unity (WifiSample)

En el lado de Unity, cada muestra recibida se deserializa en una instancia de la clase WifiSample, marcada con el atributo [Serializable] para ser compatible con JsonUtility.FromJson. Los campos de la clase se corresponden uno a uno con los del JSON descrito anteriormente.

Campos de serialización

Campo	Tipo C#	Descripción
type	string	Tipo de mensaje ("sample" o "shutdown").
t	double	Marca de tiempo Unix de la medición.
ssid	string	Nombre de la red WiFi.
bssid	string	Dirección MAC del AP.
rssi	int	RSSI tal como llegó por UDP; no se modifica tras la deserialización.
row / col	int	Coordenadas en la cuadrícula del mapa (reservadas).
x / y	float	Posición en el frame map de ROS 2, en metros.
k	int	Índice secuencial de la muestra.
map_origin_x / map_origin_y	float	Origen del mapa SLAM en metros.

Campos de simulación en tiempo de ejecución

Una vez que la muestra llega por UDP, se llama a InitializeForRuntime(), que inicializa tres campos adicionales que no forman parte del JSON pero son esenciales para el funcionamiento del simulador de señal:

Campo	Tipo C#	Descripción
originalRssi	int	Copia inmutable del RSSI medido por el robot. No se modifica después de la inicialización.
currentRssi	int	Valor activo utilizado por el heatmap y las etiquetas. Puede ser sobreescrito por el simulador.
hasSimulationOverride	bool	Indica si currentRssi proviene del simulador (true) o de la medición real (false).

El método GetDisplayRssi() devuelve siempre currentRssi, que es el valor empleado para la coloración de esferas, el texto de etiquetas TMP y la interpolación del mapa de calor.

Cuando el simulador calcula una distribución alternativa de señal, invoca ApplySimulatedRssi(int newRssi), que escribe el nuevo valor en currentRssi y activa el flag hasSimulationOverride. El dato original permanece intacto en originalRssi.

Para restaurar el estado de la medición real, el método ResetToOriginal() copia originalRssi de vuelta a currentRssi y desactiva hasSimulationOverride:

public void ResetToOriginal()
{
    currentRssi = originalRssi;
    hasSimulationOverride = false;
}

Este diseño permite alternar entre la medición real y la simulación durante una sesión sin perder los datos originales capturados por el robot.

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Archivos de referencia

• wifi_sampler_realtime.py
• WifiSample.cs