简评: IEEE 发布的一篇文章, 不再用依赖卫星导航的 GPS, 就能够实现精准的导航, 包括室内, 精准度 5 米内
在行走三公里后, 仍然保持着高达 5.5m 的精准度
只要你的接收器位于多个卫星的视线范围内, 全球定位系统 (Global Positioning System,GPS) 就可以将你定位在地球任何一个 5-10 米的范围内但是在室内获取位置信息很棘手
犹他大学的一个团队现在已经将这个问题踩在了脚下: 在鞋子上安装一套传感器和一个电路就能够确定位置, 无论是内还是室外精准度约 5 米, 无需 GPS
导航系统安装在一个非常笨重的原型靴中, 可以帮助救援人员在建筑物内导航, 可以帮助消防队员掌握其他队友的位置, 它也可以与 AR 或者 VR 游戏相结合犹他大学的研究团队周二在旧金山举行的国际固态电路会议 (ISSCC) 上介绍了他们的无 GPS 导航系统
这个导航系统核心是惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU), 这是一个包含陀螺仪磁力计加速计的小黑盒这种导航系统的高端版本用于辅助飞行员进行导航犹他大学电气工程师 Darrin Young 希望能够在便携电子设备中使用 IMU
这种导航的低端版本体验不佳, 读数会随着时间而偏移, 错误会随着时间而积累如果你坐着不动五分钟或十分钟, 低端版本的 IMU 可能会认为你走了几百英尺远
团队想办法让这些传感器保持精准他们找到了生物力学的方法来解决精准度在每一步, 脚后跟的会在此锚定约 100 毫秒他们想办法测量了这个静止时间, 重置位置计算的每一步, 这样纠正了 IMU 的漂移数据中的错误运动, 所以不会累计错误
他们重新设计了一个灵活的 MEMS 压力传感器, 放置在带有 IMU 写字的鞋垫下他们重新计算出系统大约需要 1000 个传感器才能获取精准读数 (包括考虑到某些传感器断裂之后的冗余) 构建了定制电路来组合 MEMS 和 IMU 的数据, 并且设计了必要的算法
在原型中, 定制电路位于保护罩侧面的印刷电路板上团队把它放在外面方便访问和调试, 正式产品它完全可以放在鞋内, 并使用蓝牙控制
团队成员郭庆波 (Qingbo Guo) 把装置和背包里笔记本连接, 然后开始走路为了测试导航系统, 他在盐湖城用导航跟踪器走了大约三公里, 然后将原型数据与 GPS 数据进行比较在校园进行了十次散步测试后, 最大的误差为 5.5 米他还在旧金山进门公园进行了漫长的步行测试
系统的工作原理决定了它可以跨地形, 无视地貌性能可与 GPS 相媲美, 而且无需链接卫星, 一切都在内部搞定
来源: http://www.jianshu.com/p/b4af0c588428