211service.com
Inertisensorer øger smartphones GPS-ydeevne
Hvis du nogensinde har brugt en smartphone til at navigere, vil du vide, at et af de største problemer er at løbe tør for juice. GPS-sensorer er et betydeligt batteriforbrug, og derfor kræver enhver rejse af betydelig længde en form for ekstern strømkilde. Dertil kommer vanskeligheden ved overhovedet at få et GPS-signal på steder i bymidten, hvor tårnhøje kontorblokke, broer og tunneller regelmæssigt konspirerer for at blokere signalet.
Så et trick, der reducerer strømforbruget og samtidig øger enhedens positioneringsnøjagtighed, ville helt sikkert være nyttigt.
I dag siger Cheng Bo ved Illinois Institute of Technology i Chicago og et par venner, at de har udviklet netop sådan et program, kaldet SmartLoc, og har testet det grundigt, mens de har rejst gennem den blæsende by.
De siger, at i byen har GPS en positioneringsnøjagtighed på omkring 40 meter. Til sammenligning lokaliserer deres SmartLoc-system dets placering inden for 20 meter, 90 procent af tiden.
Så hvordan har disse fyre opnået denne forbedring? Tricket, som Bo og venner bruger, er at udnytte smartphonens inertisensorer til at bestemme dens position, når GPS'en er offline.
Måden dette fungerer på er ligetil. Forestil dig en smartphone fastgjort til forruden af en bil, der kører rundt i byen. Med en GPS-aflæsning til at starte med, ved smartphonen, hvor den er på dets indbyggede eller online kort. Den bruger derefter inertisensoren til at måle dens acceleration, hvilket indikerer et træk fremad eller et sving til venstre eller højre og så videre.
I sig selv er denne form for data ikke særlig nyttige, fordi det er svært at sige, hvor langt køretøjet har kørt, og om accelerationen var resultatet af, at bilen for eksempel satte fart eller kørte over en pukkelbro.
For at komme uden om dette, undersøger smartphonen sektionen af vejen på kortet på udkig efter vejlayout og funktioner, der kan påvirke sensorerne; ting som vejsving, trafiklys, pukkelbroer og så videre. Hver af disse har en specifik inertisignatur, som telefonen kan se. På denne måde kan den matche inertisignalerne til vejegenskaberne på det tidspunkt.
Nøglen her er, at hver vejfunktion har en unik signatur. Bo og co har opdaget en bred vifte af inertisignaturer, såsom deceleration, ventetid og acceleration forbundet med et sæt trafiklys, kræfterne forbundet med drejninger (og hvordan disse adskiller sig fra de kræfter, der genereres ved at skifte vognbane, for eksempel) og selv ændringen i tyngdekraften, når man går over en bro.
Efter at have indsamlet disse data, leder SmartLoc-programmet efter disse signaturer, mens bilen er på farten. Disse fyre har testet det ved hjælp af en Galaxy S3-smartphone på byens gader i Chicago og siger, at det fungerer godt. De påpeger, at i byens centrum kan GPS-signalet forsvinde i afstande på op til en kilometer, hvilket ville efterlade et konventionelt navigationssystem fuldstændig forvirret.
Men SmartLoc udfylder blot hullerne ved hjælp af sin inerti signaturdatabase og et kort over området. Vores omfattende evalueringer viser, at SmartLoc forbedrer lokaliseringsnøjagtigheden til mindre end 20 m for mere end 90 % af vejene i Chicagos centrum sammenlignet med ≥ 50 % med rå GPS-data, siger de.
Det ser bestemt praktisk ud. Og denne form for ydeevne kan også hjælpe med at spare batteristrøm ved at tillade, at en smartphone periodisk slukker GPS-sensoren og kun kører ved hjælp af inertisensoren.
Hvad Bo og co ikke gør, er at forklare deres planer for deres nye system. En oplagt idé ville være at frigive den som en app – den virker tydeligvis allerede på Android-platformen. En anden idé ville være at sælge teknologien til en eksisterende kortlægningsvirksomhed. Måske planlægger de begge dele. Uanset målet ser det ud til at være værd at holde øje med.
Ref: arxiv.org/abs/1310.8187 : SmartLoc: Registrerer landemærker lydløst til smartphone-baseret storbylokalisering