211service.com
Et indendørs positioneringssystem baseret på ekkolokalisering
Det satellitbaserede globale positioneringssystem har revolutioneret den måde, mennesker interagerer med vores planet på. Men en alvorlig svaghed er, at GPS ikke virker indendørs. Som følge heraf har forskere og ingeniører undersøgt forskellige måder at finde frem til placering i døre på en måde, der er enkel og billig.
Det er lettere sagt end gjort. Systemer, der er afhængige af WiFi-signaler, har for eksempel begrænset nøjagtighed, fordi signalstyrken varierer dramatisk gennem en bygning, hvilket gør det svært at tage gentagelige, utvetydige målinger. Så forskere udforsker en række andre innovative metoder til at lokalisere indendørs position.
I dag får vi et indblik i en ny tilgang til indendørs lokalisering baseret på lyd. Ruoxi Jia og venner ved University of California, Berkeley har udviklet en enkel og billig mekanisme, der kan identificere forskellige rum baseret på et relativt lille datasæt indsamlet på forhånd.
Det nye system er i bund og grund en form for ekkolokalisering. Udsend en lyd, og lyt derefter efter afkastet, som vil blive forvrænget på en måde, der afhænger af rummets størrelse og form, materialerne på vægge og gulve samt møbler og mennesker i det.
Problemet med denne teknik er, at den indtil nu har krævet specielt måleudstyr såsom en mikrofon, der er i stand til at måle lydfeltet præcist. Selv da kan spørgsmålet om uønsket støj forvirre sagerne betydeligt.
Jia og co kommer uden om dette ved at behandle signalet på en måde, der ignorerer støjen. Og det giver dem mulighed for at tage data ved hjælp af den indbyggede mikrofon og højttalere på en almindelig bærbar.
Disse fyre har testet deres system i 10 forskellige rum på Berkeley campus. Den bærbare computer producerer et karakteristisk sæt lydbølger og lytter derefter efter ekkoet. De tog 50 prøver på hvert sted, som inkluderede baggrundsstøj såsom fodtrin, tale og varme- og ventilationslyde. De behandlede derefter disse data for at finde det unikke ekko-fingeraftryk for hvert værelse.
Resultaterne er interessante. De siger, at de kan identificere individuelle rum med en nøjagtighed på 97,8 pct. De kalder deres nye system SoundLoc.
Det åbner op for en række potentielt vigtige applikationer. Jia og co er særligt interesserede i at bruge teknikken til at reducere energiforbruget i bygninger. Omkring 40 % af energiforbruget i USA kommer fra kommercielle bygninger og boliger. Hvis disse bygninger står tomme, er det et betydeligt spild.
Problemet er selvfølgelig at afgøre, hvornår specifikke rum ikke bliver brugt og at slukke lys, varme og så videre i overensstemmelse hermed.
Det er ikke svært at forestille sig, hvordan SoundLoc kan hjælpe, hvis et rums lydsignatur kan bruges til at afgøre, om nogen er i det, selvom det ikke er noget, holdet har testet indtil videre. Det øger muligheden for bygninger fyldt med computere, der konstant kvidrer og lytter til resultaterne for at afgøre, om der er nogen i nærheden.
Det er klart, at der er betydelige udfordringer forude for at få sådan et system til at fungere. Men det første skridt er rumidentifikation, som disse fyre har vist er en rimelig mulighed.
Ref: arxiv.org/abs/1407.4409 : SoundLoc: Akustisk metode til indendørs lokalisering uden infrastruktur