0,1
рейтинг
16 мая 2012 в 19:42

Разработка → Навигация в помещениях, где не работает GPS



Fraunhofer Research совместно с Bosch разрабатывет систему Smartsense — сенсор для смартфонов с возможностями точной навигации внутри помещений, где не ловится сигнал GPS-спутников.


Система пригодится для ориентирования в крупных торговых и выставочных центрах. Сердце системы — два сенсора: акселерометр регистрирует скорость перемещения человека, а сенсор магнитного поля отслеживает перемещения относительно естественного магнитного поля Земли. Совместная работа сенсоров обеспечивает точные данные о местоположении человека, которые могут использоваться навигационными приложениями смартфона.

Работа системы невозможна без заранее известного плана помещения. Компания Fraunhofer Research считает, что со временем пользователи смогут скачивать планы в навигационное приложение, или сканировать QR-коды, которые будут содержать ссылку на download.

Не так давно на Хабре обсуждался вопрос, для чего может применяться алгоритм particle filter. Здесь мы имеем яркий пример. Очевидно, что раз система требует знания плана помещения, то есть априорной информации, то она основана на пространственной фильтрации, например фильтром Калмана или Монте-Карло (particle filter).

Можно представить себе, как она работает: программа фиксирует последнее известное значение GPS-координат, очевидно, это где-то около входа в торговый центр. Далее, акселерометр работает как инерциальная система навигации, а магнитный датчик (компас?), видимо, используется для корректировки произвольной ориентации акселерометра — ведь телефон может лежать в кармане или в руке клиента в любом положении!

Если бы помещение представляло собой крытый стадион, наши возможности в ориентировании были бы сильно ограничены: ошибка инерциальной навигации быстро накапливалась бы. Но если внутри помещения есть коридоры, какие-то проходы, стены, то зная план помещения и имея приблизительную информацию о направлении перемещения и скорости клиента, можно использовать указанные «препятствия» в качестве меток, и вероятностно оценивать положение человека со смартфоном.



В иллюстрации к источнику новости показан некий USB-донгл, якобы это описываемый супердатчик. Вот мне интересно, а нужен ли отдельный датчик? Возможно, достаточно штатных акселерометра и цифрового компаса, которые уже есть в телефоне. Неплохой бы получился стартап с ясными перспективами монетизации.
Сергей Подлесный @sergeypid
карма
51,9
рейтинг 0,1
Data science
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое Разработка

Комментарии (37)

  • +3
    А ещё это хорошее подспорье для игр в стиле дополненной реальности.
  • +1
    Да что такое, как только что-нибудь интересное придумается, это тут же реализуют другие!
    • +2
      Ну мне кажется, на фирме Бош идут по пути продвижения собственного сенсора. Придумайте как сделать это с штатными сенсорами, которые уже есть в смартфоне!
  • +5
    • +1
      А что на картинке — из игры какой-нибудь? Просветите убогого.
      • 0
        Похоже на уровень от Doom.
        • 0
          Или из Portal 2?
      • 0
        Да это картинка из недавнего поста на хабре про музыку, гиков и игры
        img-fotki.yandex.ru/get/6111/44627449.9/0_86711_461daee2_XXXL
      • 0
        Уровень из игры Doom 2. Действительно, сейчас его эксплуатируют в качестве примера для сравнения с современными играми.
        • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
  • 0
    Система пригодится для ориентирования в крупных торговых и выставочных центрах

    А также пригодится в захваченых терористами зданиях.
    • 0
      За торговые центры заплатят, за террористов — нет.
      • 0
        За террористов платят жизнями заложников.
  • +2
    “описываемый супердатчик” — обычная IMU, коих полно у любителей коптеров. И да, BMP085 — довольно-таки галимый барометр…
    • +1
      P.S.:
      > Возможно, достаточно штатных акселерометра и цифрового компаса, которые уже есть в телефоне
      Если у вас акселерометр без гироскопа, то вы рискуете оказаться в ж.пе. Да и с гирами MEMS датчики шумят аж жуть, поэтому для определения высоты ставится барометр, коего в смартфонах обычно нет.
      • 0
        Посмотрите видео по поводу particle filters — ссылка в статье, и есть много визуализаций на ютюбе. Фильтр Калмана тоже подойдет. Барометр используют для того, чтобы понять, на каком мы этаже. А пространственные фильтры решают эту задачу по другому. Они используют вероятностный вывод гипотезы о том, где вы находитесь, исзодя из цепочки ваших предыдущих действий.

        Например, вы вошли в здание через вход А (Первая достоверная контрольная точка). Дальше блудили по зданию, что отслеживалось зашумленным акселерометром. Но некоторые точки здания (туалет) вы погли попасть только через контрольную точку Б (коридор). Так из облака возможных ваших локаций выбираются наиболее вероятные.
        • 0
          Даже фильтр калмана тошнит после второго интегрирования, уж поверьте.
          • 0
            Ну да, а для остального надо иметь хотя-бы карту.
          • 0
            Звучит как шутка из КВН 60-х годов :)
    • 0
      Значит, остается странный датчик пересечения магнитных линий планеты Земля? В источнике новости — a magnetic field sensor is used to track movement through the Earth’s natural magnetic field.

      А вообще все дело в математике — я и предположил в статье, как можно это реализовать. Если на базе штатного компаса и акселерометра можно отследить перемещение хотя-бы грубо, то использование пространственных фильтров может сработать. Честно, я еще не посмотрел API цифрового компаса, и можно ли его использовать для корректировки ориентации акселерометра. Но если можно, то это даст возможность построить грубую инерционную систему типа IMU.
  • 0
    Вот в этом музее(mona.net.au) использую цифровые гиды, котое представляют собой иПод тач с экстра батареей. Подходишь к картине клацаешь кнопку и тебе говорят рядом с какой картиной ты находишься. Причем блутуз на устройстве выключен. Вопрос, как они это сделали?! Определяют достаточно точно, композиция от композиции расстояние около 1метра.
    • 0
      Чудес не бывает. Или там не только батарея, или никак. На базе wifi такую точность не сделаешь, NFC в айподе нет.
      • 0
        А если натыкать точек густо и по mac адресам ориентироваться? Как я понимаю, даже если чтото пихнуть в батарею, то это все равно не прочитаешь из системы.
        • +1
          Информация об использованной системе позиционирования тщательно скрывается, но отдельные фрагменты наводят на размышления.

          Во-первых, "[the] system monitors the location of the tracking tag in real-time to an accuracy of 1-3 metres". Обращаем внимание на слова «tag» и 1-3 метра.

          Во-вторых, один из разработчиков опровергнул версию о Wi-Fi позиционировании: «You state that we use WiFi triangulation to obtain a users location and this isn’t technically correct. WiFi triangulation is still a way off giving the level of detail that we required for locating users down at Mona. Instead we use a separate dedicated real-time location system.»

          Осмелюсь утверждать, что для позиционирования используется RFID-тег в чехле, и считыватели, расставленные по музею — у них как раз радиус 3-5 метров, пересечение зон покрытия даст как раз 1-3 м точности. Ну, и музей может себе это позволить :)
          • 0
            Да, кажется верным. Я почему то опирался что гид может работть только сам по себе. А если взять что положение определяет сервер, то понятно — почему нужен обязательный wifi.
  • 0
    Но не на каждом же метре! А батарея подключена через единый разъем, значит по USB можно что-нибудь и подключить. Радиометка в каждой картине и считыватель под видом запасной батареи!
    • +2
      anmipo подсказал вполне годный вариант. Радиометка в самом девайсе, а сервер уже его определяет по считывателям где девайс.
  • +2
    Картинка на планшете не соответствует действительности.
  • 0
    Это какое-то недоразумение на фоне того, что давно существуют GPS приёмники c Dead Run режимом, дающие точность в несколько метров после километра, пройденного без видимости спутников. Акселерометры, которые там используются пока довольно до́роги, но лучше б копали в этом направлении.
    • 0
      Дайте, пожалуйста, ссылку на такие замечательные GPS приёмники.
      • 0
        • +1
          В этом топике речь о позиционировании пешеходов в помещениях без GPS, а по ссылке — система для позиционирования автомобилей, которая регулярно калибрует свою инерциальную часть по GPS (когда спутники видны).

          Калибровка автомобильной системы слетает при смене колёс, изменении давления в шинах, и даже просто резком торможении. Надо ли говорить, что человек гораздо менее предсказуем: постоянно меняется длина шага и походка (медленная ходьба, бег), резкие остановки — обыденное дело. Кроме того, автомобиль движется как единое целое, и датчики можно размещать где угодно, а у человека степеней свободы гораздо больше, и карман одежды — не самое удачное место для гироскопа. Но хуже всего — в помещении нет вообще никакого GPS, по которому можно было бы периодически перекалибровывать гироскопы.

          Поэтому раскопки в этом направлении (а они ведутся) пока ничего и не дают.
  • +1
    К чёрту игры!!! Такая приблуда очень нужна в каждом грёбанном супер/гипермаркете, где большую часть времени тратишь на поиски месторасположения продуктов.
  • 0
    Интересно, через сколько секунд у них ошибка начинает превышать 10м. Подозреваю, что пока с этим всё плохо, даже при наличии планов помещений :) Но если используют какие нибудь передатчики, установленные в здании, для повышения точности — то работать должно неплохо.
  • 0
    Им нужно скооперироваться с командой Bing, которая уже собрала карты крупных торговых центров в США.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.