Iekštelpu pozicionēšanas sistēma, kuras pamatā ir eholokācija

Uz satelītiem balstītā globālās pozicionēšanas sistēma ir mainījusi veidu, kā cilvēki mijiedarbojas ar mūsu planētu. Taču nopietns trūkums ir tas, ka GPS nedarbojas telpās. Līdz ar to pētnieki un inženieri ir pētījuši dažādus veidus, kā vienkārši un lēti noteikt durvju novietojumu.

Tas ir vieglāk pateikt nekā izdarīt. Piemēram, sistēmām, kas balstās uz WiFi signāliem, ir ierobežota precizitāte, jo signāla stiprums visā ēkā krasi atšķiras, apgrūtinot atkārtojamu, nepārprotamu mērījumu veikšanu. Tāpēc pētnieki pēta vairākas citas novatoriskas metodes, lai precīzi noteiktu atrašanās vietu telpā.

Šodien mēs gūstam ieskatu jaunā pieejā iekštelpu lokalizācijai, kuras pamatā ir skaņa. Ruoksi Jia un draugi Kalifornijas universitātē Bērklijā ir izstrādājuši vienkāršu un lētu mehānismu, kas var identificēt dažādas telpas, pamatojoties uz salīdzinoši nelielu iepriekš savāktu datu kopu.

Jaunā sistēma būtībā ir eholokācijas veids. Izdodiet skaņu un pēc tam klausieties atgriešanos, kas tiks izkropļota tādā veidā, kas ir atkarīgs no telpas lieluma un formas, materiāliem uz sienām un grīdām, kā arī no mēbelēm un cilvēkiem tajā.

Problēma ar šo paņēmienu ir tāda, ka līdz šim ir bijis nepieciešams īpašs mērīšanas aprīkojums, piemēram, mikrofons, kas spēj precīzi izmērīt skaņas lauku. Pat tad nevēlamā trokšņa problēma var ievērojami sajaukt lietas.

Jia un co to apiet, apstrādājot signālu tādā veidā, kas ignorē troksni. Un tas ļauj viņiem iegūt datus, izmantojot parastā klēpjdatora iebūvēto mikrofonu un skaļruņus.

Šie puiši ir pārbaudījuši savu sistēmu 10 dažādās telpās Bērklijas pilsētiņā. Klēpjdators rada atšķirīgu skaņas viļņu kopu un pēc tam klausās atbalsi. Viņi katrā vietā paņēma 50 paraugus, kas ietvēra fona troksni, piemēram, soļus, runāšanu un apkures un ventilācijas skaņas. Pēc tam viņi apstrādāja šos datus, lai atrastu unikālo atbalss pirkstu nospiedumu katrai telpai.

Rezultāti ir interesanti. Viņi saka, ka var identificēt atsevišķas telpas ar 97,8 procentu precizitāti. Viņi sauc savu jauno sistēmu SoundLoc.

Tas paver vairākas potenciāli svarīgas lietojumprogrammas. Jia un co ir īpaši ieinteresēti izmantot tehnoloģiju, lai samazinātu enerģijas patēriņu ēkās. Aptuveni 40% no enerģijas patēriņa ASV nāk no komerciālām un dzīvojamām ēkām. Ja šīs ēkas ir tukšas, tas ir ievērojams izšķērdējums.

Problēma, protams, ir noteikt, kad konkrētas telpas netiek izmantotas, un attiecīgi izslēgt apgaismojumu, apkuri un tā tālāk.

Nav grūti iedomāties, kā SoundLoc var palīdzēt, ja telpas skaņas parakstu var izmantot, lai noteiktu, vai tajā atrodas kāds, lai gan komanda to līdz šim nav pārbaudījusi. Tas palielina iespēju, ka ēkas ir piepildītas ar datoriem, kuri nepārtraukti čivina un klausās rezultātus, lai noteiktu, vai tuvumā nav kāds.

Acīmredzot, lai šāda sistēma darbotos, priekšā ir nopietnas problēmas. Bet pirmais solis ir telpas identificēšana, ko šie puiši ir pierādījuši, ka tā ir saprātīga iespēja.

Atsauce: arxiv.org/abs/1407.4409 : SoundLoc: Akustiskā metode iekštelpu lokalizācijai bez infrastruktūras

paslēpties