211service.com
Vnitřní polohovací systém založený na echolokaci
Satelitní globální polohový systém způsobil revoluci ve způsobu interakce lidí s naší planetou. Ale vážnou slabinou je, že GPS nefunguje uvnitř. V důsledku toho výzkumníci a inženýři studovali různé způsoby, jak zjistit polohu ve dveřích způsobem, který je jednoduchý a levný.
To se snadněji řekne, než udělá. Systémy, které se spoléhají na signály WiFi, mají například omezenou přesnost, protože síla signálu se v celé budově dramaticky mění, což ztěžuje opakovatelná a jednoznačná měření. Výzkumníci tedy zkoumají řadu dalších inovativních metod, jak přesně určit polohu v interiéru.
Dnes nahlédneme do nového přístupu k lokalizaci v interiéru na základě zvuku. Ruoxi Jia a jeho kamarádi z Kalifornské univerzity v Berkeley vyvinuli jednoduchý a levný mechanismus, který dokáže identifikovat různé místnosti na základě relativně malého souboru předem shromážděných dat.
Nový systém je v podstatě formou echolokace. Vydejte zvuk a pak poslouchejte, zda se zvuk vrátí, který bude zkreslený způsobem, který závisí na velikosti a tvaru místnosti, materiálech na stěnách a podlahách a také na nábytku a lidech v ní.
Problém s touto technikou je, že až dosud vyžadovala speciální měřicí zařízení, jako je mikrofon schopný přesně měřit zvukové pole. I tehdy může problematika nežádoucího hluku značně zamotat.
Jia a spol to obcházejí zpracováním signálu způsobem, který ignoruje šum. A to jim umožňuje pořizovat data pomocí vestavěného mikrofonu a reproduktorů na běžném notebooku.
Tito lidé testovali svůj systém v 10 různých místnostech v kampusu Berkeley. Notebook produkuje charakteristický soubor zvukových vln a poté naslouchá ozvěně. Na každém místě odebrali 50 vzorků, které zahrnovaly hluk na pozadí, jako jsou kroky, mluvení a zvuky topení a ventilace. Poté zpracovali tato data, aby našli jedinečný echo otisk pro každou místnost.
Výsledky jsou zajímavé. Říkají, že dokážou identifikovat jednotlivé místnosti s přesností 97,8 procenta. Svůj nový systém nazývají SoundLoc.
To otevírá řadu potenciálně důležitých aplikací. Jia a spol. se obzvláště zajímají o využití této techniky ke snížení spotřeby energie v budovách. Přibližně 40 % spotřeby energie v USA pochází z komerčních a obytných budov. Pokud jsou tyto budovy prázdné, pak to představuje značné plýtvání.
Problémem je samozřejmě určit, kdy se konkrétní místnosti nepoužívají a podle toho zhasnout světla, topení a podobně.
Není těžké si představit, jak může SoundLoc pomoci, pokud lze pomocí zvukového podpisu místnosti určit, zda se v ní někdo nachází, ačkoli to není něco, co tým zatím testoval. Zvyšuje možnost, že budovy jsou plné počítačů, které neustále cvrlikají a poslouchají výsledky, aby zjistily, zda je někdo poblíž.
Je zřejmé, že před námi stojí významné výzvy, aby takový systém fungoval. Ale prvním krokem je identifikace místnosti, o které tihle chlapi ukázali, že je to rozumná možnost.
Ref: arxiv.org/abs/1407.4409 : SoundLoc: Akustická metoda pro vnitřní lokalizaci bez infrastruktury