Buty sprytniejsze niż GPS
Naukowcy z Uniwersytetu Stanowego Karoliny Północnej i Carnegie Mellon stworzyli system, który w oparciu o zamontowany w bucie czujnik radarowy, potrafi podać dokładne położenie użytkownika w miejscach, do których nie dociera sygnał GPS.
- Są sytuacje, w których sygnał GPS jest niedostępny - na przykład gdy jesteśmy w budynku, pod ziemią lub w miejscach, w których połączenie satelitarne jest blokowana przez różne wysokie obiekty - mówi dr Dan Stancil, profesor i kierownik Katedry Inżynierii Elektrycznej i Komputerowej Uniwersytetu Stanowego Karoliny Północnej. Co można zrobić bez satelitów?
Jednym z rozwiązań jest zastosowanie nawigacji inercyjnej, która opiera na się skomplikowanych systemach żyroskopowych. Żyroskopy to urządzenia do pomiaru lub utrzymywania położenia kątowego, dzięki czemu umożliwiają obliczenie względnego położenie. Takie rozwiązanie jest powszechnie stosowane w okrętach podwodnych, m.in. w morskich systemach nawigacyjnych, do automatycznego utrzymywania obiektu nawigacyjnego na właściwym kursie.
Zastosowanie tej technologii wraz z systemem GPS pozwala określić położenie, nawet w momencie kiedy zgubimy sygnał z satelity. Przykładowo po wejściu do jaskini i utracie zasięgu, można użyć systemu inercyjnego aby odtworzyć swoje kroki od ostatniej znanej lokalizacji GPS i znaleźć drogę z powrotem.
Niestety nawigacja inercyjna ma jeden minus. Jakikolwiek, nawet najmniejszy błąd w pomiarze może prowadzić do złej oceny prędkości i pozycji. Przykładowo urządzenie może pokazać ruch z prędkością rzędu 0,1 m/s, gdy w rzeczywistości nie poruszyło się nawet o milimetr. Po trzech minutach błąd wyniesie 18 metrów.
- Jeżeli będziemy w stanie w jednoznaczny sposób określić czas, w którym prędkość jest zerowa, to jest szansa na wyeliminowanie podobnych błędów - twierdzi dr Dan Stancil.
Idąc tym tropem, naukowcy stworzyli prototyp czujnika radarowego, który mocuje się w bucie. Czujnik podłączony jest do komputera nawigacyjnego, który mierzy odległość między butem a powierzchnią gruntu. Jeśli odległość nie zmienia się w danym okresie czasu, system wie, że stopa jest nieruchoma, co z kolei może oznaczać, że użytkownik stoi w miejscu.
Innymi słowy - taki system, który zestawia dane z buta i systemu inercyjnego oraz ostatnie odebrane dane z satelity GPS pozwala znacznie zmniejszyć skumulowane błędy urządzeń pomiarowych i podać z dużą dokładnością właściwą lokalizację użytkownika.
