Редактор Habrahabr, Geektimes
0,0
рейтинг
11 июля 2012 в 00:50

Разработка → Геомагнитное позиционирование в качестве дополнения к GPS



GPS — отличная технология, которая еще несколько десятков лет назад казалась фантастикой. Сейчас даже те люди, кто вовсе не понимает принципов работы данной технологии, вовсю пользуются геотаггингом, работая с сервисами типа Foresquare или с теми же картами от Google (или Apple с Яндексом не суть важно). Но у GPS есть одна небольшая проблема — внутри здания модуль GPS может не работать, и в большинстве случаев так и случается. А ориентироваться внутри больших зданий нужно, и не только туристам. Здесь на помощь может прийти магнитное поле нашей планеты.

Дело в том, что геомагнитное поле планеты неоднородно, есть так называемые геомагнитные аномалии, которые могут послужить критерием для геомагнитного позиционирования. И внутри зданий все это работает просто прекрасно. Ни металл, ни электропроводка не помешают ориентировки при помощи геомагнитного позиционирования.

Смартфон вполне может справиться с задачей фиксации геомагнитных точек, но нужно специализированное программное обеспечение. Точность геомагнитного позиционирования составляет примерно 2 метра. Такая технология поможет ориентироваться в высотных зданиях, под землей и в других местах, где не работает GPS.

Понятно, что для того, чтобы начать работать с такой технологией, придется вначале зафиксировать те геомагнитные аномалии, о которых идет речь выше. Это вроде того, как раскрывается карта в некоторых играх (вспомним ту же Dune на Sega или любую другую игру, где для открытия карты нужно изучать каждый уголок каждой локации). Такие геомагнитные карты при помощи того же смартфона могут «сливаться» в единую систему, которая, при условии использования нового ПО большим количеством пользователей, поможет ориентироваться в самых недоступных с точки зрения GPS местах.

Работу по внедрению указанной технологии проводит команда ученых из финского Университета Оулу (University of Oulu). Система позиционирования внутри зданий, разрабатываемая этой командой, получила название IndoorAtlas. Как работает система, подробно показано на видео ниже.



Via dvice
marks @marks
карма
170,2
рейтинг 0,0
Редактор Habrahabr, Geektimes
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Спецпроект

Самое читаемое Разработка

Комментарии (36)

  • +4
    Слишком хорошо, чтобы быть правдой))
    Такими темпами уже через несколько лет мы получим возможность определять координаты с сантиметровой/миллиметровой точностью(комплексирование нескольких ГНСС, сотовых станций, фай-фай точек, акселерометра, компаса...).
    Интересно, какова точность предложенного метода в реальных условиях с обычными смартфонами, ведь датчик должен быть очень точным. Причем походу дела уходит проблема многолучевости присущая средствам радионавигации.
    Есть какие-нибудь картинки по поводу магнитного поля, насколько оно неравномерно?
    • 0
      Так в Лондоне (если память не изменяет) уже испытывалась подобная система. Именно то, что вы сказали: совокупность базовых станций сотовых операторов, wi-fi сетей, всего, что доступно.
    • +1
      Неравномерность магнитного поля можно посмотреть в этой статье (рис. 7 и 8).
      Судя по всему, публикация именно от основателей IndoorAtlas.
    • +1
      И в итоге всё это «добро» (чип с ГЛОНАСС и GPS, Wi-Fi, GSM плюс вычисления по их данным) сожрёт батарею смартфона за пару часов. Слишком хорошо, чтобы быть актуальным для мобильного.
    • 0
      ИМХО намного надежней не встраивать GPS в пользоватеьские девайсы, а в промышленные — wi-fi роутеры, сотовые станции и проч, но ставить самые продвинутые GPS приемники, которые будут определять очень точно нахождение себя и буду знать это постоянно.
      А клиентские девайсы относительно них уже будут позиционировать себя — все же расстояния совсем другие чем до спутника и возможно погрешность будет меньше.
      • 0
        Роутеры же стоят в зданиях. Так что на них GPS сигнала тоже не будет.
      • 0
        Зачем GPS на стационарных устройствах? Координаты можно один раз определить и вбить в настройки.
        Весь смысл именно в мобильных девайсах.
        • 0
          Для более быстрой работы с определением координат.
          Как правило в телефоне или планшете очень долго думает при определении через чистый GPS (без A-GPS), а порой из-за таких подтормаживаний проезжаю нужные повороты на трассе :)
  • –1
    если речь только о компасе в смартфоне, я не пойму, как это возможно. компас выдает угол на север. Как по 1й цифре можно получить 2 или 3 координаты?
    Возможно, если добавить данные акселерометра, то можно что-то вытянуть, но так можно получить координаты движущегося тела — остановился и нет координат.
    • +7
      Магнитометр смартфона выдает не угол на север, а напряженность магнитного поля в трех осях. Акселерометр помогает понять ориентацию относительно поверхности и на основании этого вычисляются «углы на север».

      Правда интересно, а как они будут бороться с помехами. Простейший магнитный замок на сумочке сведет датчик с ума и наплодит одну сплошную аномалию.

      • 0
        А любая электропроводка будет создавать вокруг себя новые магнитные аномалии, как интересно это будет фильтроваться…
        • +1
          Так проводка вещь статичная в целом, поэтому она только усилит неравномерность магнитного рисунка на местности, и соответсвенно упростит задачу навигации. Ведь для каждого здания необходимо создать карту(нет дефолтной основанной только на магнитном поле земли), и когда создается карта проводка то уже есть по зданию.
          Т.е. фактически сначала создается «фотография» этажа здания, а потом решается вопрос распознавания образов — нахождения своих координат на этой фотографии.
          А вот временная проводка, магнитики на людях и вообще все что не остутсвовало на момент создания карты или изменилось после, уже будет мешать.
          • +2
            Проводка не создаёт постоянного поля (статичного), а создает поле, в зависимости от протекающего тока по ней — т.е. от подключенной нагрузки. Т.е. в разное время проводка может создавать разную конфигурацию магнитного поля вокруг себя. Но, ИМХО, размеры этого поля и мощность не должны влиять на глобальную картину (можно пренебречь).
  • +1
    Задачей уже лет 20 занимаются. Если не ошибаюсь реальных результатов пока ни уэкого нет.
    • 0
      В Саратовском Государственном Университете на кафедре общей физики тоже занимаются этой проблемой, пару лет назад когда я ещё учился нам показывали магнитный датчик (коробочка в 1 кубический сантиметр примерно), который способен определять напряжённость магнитного поля по осям, проблема в том, что той точности, которую им удалось достичь, недостаточно для точного определения местоположения при этих размерах.
  • +1
    >> для того, чтобы начать работать с такой технологией, придется вначале зафиксировать те геомагнитные аномалии, о которых идет речь выше

    А эти аномалии статичны? В смысле не имеют свойства со временем меняться, перемещаться и т.д.?
  • 0
    В начале следующего года буду сдавать экзамен по данной тематике(предмет геотроника). Как приеду на сессию поделюсь ссылкой с преподавателем :)
  • 0
    Урааа! Будет возможность проверить магнитные аномалии как в S.T.A.L.K.E.R.
    • +1
      кидаешь перед собой телефончик. если исчез — там аномалия, туда лучше не ходить, а срочно разворачиваться и бежать.
      • 0
        Тогда делать такие телефоны по принципам Nokia 3310, которые можно кидать, ронять, и все равно они по десятку лет жить будут. Ну пока в аномалии не сгинут.
        • 0
          Never Observed Kill In Anomaly v33.10
  • 0
    Вообще-то карты гравитационного и магнитного поля Земли на территории разных стран существуют, только они засекречены. Ибо эти данные используются при расчете траектории движения крылатых ракет (поправки).
  • +1
    Хорошо. Представим что провели магниторазведку, построили карту по полученным данным. Далее нанесли карту магнитного поля на карту здания, НО значение модуля индукции магнитного поля меняется постоянно. С определенной долей вероятности через год, когда будем в очередной разпроходить мимо стенда с фруктами смартфон начнет показывать будто мы идем на улице или совсем отсутствуем на карте.

    Ни металл, ни электропроводка не помешают ориентировки при помощи геомагнитного позиционирования.

    Сильно в этом сомневаюсь. Все стены с проводкой — магнитны, кругом металл и другие пользователи со смартфонами, которые кстати говоря постоянно перемещаются. В супермаркетах можно еще добавить и тележки.
    Зачем у магнитометра датчик располагается на расстоянии от считывющего устройства. geoget.ru/images/stories/minimag_001.jpg
    Pачем магнитометры на вертолетах устанавливают как можно дальше от фюзеляжа?
    www.agtsys.ru/media/articls/hel2.gif
    Все для того чтобы снизить влияние других предметов на значение датчика, Ведь при изменении расстояния между датчиками и магнитными предметами — значение будет изменяться.

    P.S. на видео я увидел только человека, который играл в пакмана в супермаркете.
  • 0
    А нельзя просто понавешать коробочек, которые эмитируют GPS сигнал с сильно ограниченным радиусом? И настроить координаты на каждой.
    • 0
      Проще таблички приколотить с названием улицы и дома.
      • 0
        Речь идёт о позиционировании в здании. Например аэропорту.
        • 0
          Тогда таблички должны быть вида «Терминал В, коридор 8. Налево — туалет, направо — выход в город.»
    • 0
      Эти коробочки так или иначе будут «фонить» и наружу — а это огорчит частотнадзор.
  • 0
    извините, за оффтоп, но последняя часть видео напомнила пакмана. Сразу пришла в голову мысль про пакмана дополненной реальности. На экране твое положение — это пакман, нужно бегать по зданию/улице, чтобы убегать от монстров/собирать бонусы
  • 0
    Мне эта идея представляется нереализуемой из-за большого количества внешних источников магнитных колебаний.
  • 0
    вспомнилось IseeDeadPeople
  • 0
    Я недавно переводил новость «Навигация в помещениях, где не работает GPS»про загадочные магнитные сенсоры. Хабрапублика не поверила (см. камменты). Оказывается, тема есть.
    • 0
      В системе от Фраунгофера, о которой Вы рассказали, компас был лишь дополнением к акселерометру:
      These [sensors] include an acceleration sensor that registers the motion of the body, and a magnetic field sensor that measures the alignment of the body through its position in relation to the earth‘s magnetic field. [источник]
      То есть движение + направление. Достаточно популярное и неплохо изученное направление, прорывов в котором особо не предвидится.

      У ребят из Оулу, в свою очередь, магнитное поле играет главную роль. Это не первая попытка позиционирования по напряжённости магнитного поля, и очень интересно, как они собираются бороться с основной проблемой таких систем — помехами от перемещений предметов, переключения токов, и т.п. И этот момент почему-то умалчивается и в их научных публикациях, и в пресс-релизах…
  • 0
    Хорошая идея, но насколько я понял прнцип — перевод совершенно неверен, а имеет место быть полная противоположность.
    «Дело в том, что геомагнитное поле планеты неоднородно, есть так называемые геомагнитные аномалии, которые могут послужить критерием для геомагнитного позиционирования. И внутри зданий все это работает просто прекрасно. Ни металл, ни электропроводка не помешают ориентировки при помощи геомагнитного позиционирования»

    Скорее наоборот — магнитное поле земли вполне однородно, и залежи руды на глубине в 1км не могут дать неоднородности поля на поверхности с разрешением в 2м (по крайней мере простейший манетометр в смартфоне этого не увидит). Но конструкции зданий, в первую очередь железобетон, очень сильно искажают магнитное поле. Вот эти искажения (да да, и металл, и электропроводка) отлично детектируются магнетометром — куча приложений в маркете это подтверждает. А дальше, составить карту распределения магнитных полей и привязать ее к плану здания — вполне решаемая задача.
  • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
  • 0
    Если геомагнитная статистика начнет собираться в таких масштабах то это даст мощный толчок картографическим сервизам. Не хватает только определение ускорения свободного падения чтобы получать информацию о подземных недрах.
    Пройдешь так в лесу пару десятков километров с запущенным приложением на смартфоне и хоп получаешь отчет «залежи минеральных ископаемых в кол-ве: N»

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.