Mail.RuПочтаМой МирОдноклассникиИгрыЗнакомстваНовостиПоискВсе проекты
Двухуровневые пентхаусы.Открытые террасы. Премиальный сервис от Marriott.(495) 401-71-28
Спецпредложения
14 мая 2018, Источник: N + 1

Светодиодные лампы помогут следить за перемещениям внутри здания

Ученые разработали систему навигации внутри помещений на основе набора светодиодных ламп, используемых для освещения.

Благодаря технологии передачи информации с помощью видимого света и восстановления сигнала из разреженных данных, система ламп может определить координату фотодиодного датчика с точностью до 40 сантиметров, пишут ученые в препринте статьи на arXiv.

K. Gligorić et al./ arXiv, 2018

Если системы позиционирования и навигации на улице проработаны довольно хорошо (GPS, ГЛОНАСС) и позволяют определить координаты с хорошей точностью, то отслеживать перемещение приемника сигнала внутри помещения несколько сложнее. Во-первых, точность определения координаты должна быть выше, чем при отслеживании со спутника, а во-вторых, ситуацию сильно осложняет наличие у зданий толстых стен, которые сильно искажают сигнал, а части электромагнитных волн вообще не дают попасть внутрь помещения. Обычно для решения этих проблем предлагается использовать системы на основе источников радиоволн, ультразвука или беспроводных локальных сетей, расположенных внутри помещения, но разрабатываются и другие экспериментальные решения.

Физики из Великобритании и Сербии под руководством Синана Синановича (Sinan Sinanović) из Каледонского университета Глазго разработали метод позиционирования и навигации внутри зданий с помощью системы светодиодов, используемых для освещения.

В своей работе ученые исследовали систему освещения закрытого помещения на основе большого количества светодиодных ламп, например в офисном помещении или производственном здании. Каждая из ламп закрепляется на потолке в заданном месте и освещает определенную область.

При этом предполагается, что каждая из ламп по технологии связи с помощью видимого света (Visible Light Communication, VLC) может передавать свою бинарную последовательность (по идее авторов, это делается периодически или, например, по нажатию кнопки), и эта последовательность может быть считана с помощью фотодиодного датчика, координату которого и пытаются найти. Каждая из последовательностей генерируется независимо и случайным образом, однако в датчик содержит информации о них. Обработка полученного сигнала происходит по технологии восстановления информации из разреженных данных (compressed sensing).

K. Gligorić et al./ arXiv, 2018

С помощью такого подхода по вкладу в полученный сигнал от небольшого числа окружающих светодиодов восстанавливается точная координата датчика. Ученые отмечают, что при таком подходе перекрывание областей, облучаемых разными источниками света, не вносит погрешность при определении положения за счет интерференции (как было при использовании других аналогичных подходов, предложенных ранее), а наоборот — позволяет использовать эти данные в качестве реперных точек для уточнения координаты.

Предложенную концепцию ученые проверили, численно промоделировав систему из 625 светодиодных ламп в помещении площадью 2500 квадратных метров и высотой 3 метра. Радиус освещенной области для каждой лампы составлял 4 метра, соотношение сигнала к шуму и длина бинарных последовательностей для каждой лампы — варьировались. Оказалось, что при соотношении сигнал-шум около 20 децибел использование такой системы светодиодных ламп с длиной последовательностей около 75 бит позволяет определить координату датчика с точностью до 40 сантиметров. Дальнейшее увеличение длины сигнала и снижения шума улучшают точность позиционирования, но незначительно.

Ученые отмечают, что предложенный ими метод определения координаты внутри помещения довольно прост в реализации, при этом его точность не уступает другим методам, использующим, например, ультразвуковые или радиоволны. Тем не менее, в своей работе исследователи не пишут о том, положение каких именно объектов можно будет определять с помощью такой системы и каким образом нужно закреплять датчики, требующие для своей работы приема сигнала в видимом диапазоне.

Другим перспективным способом навигации и определения координаты внутри помещений исследователи считают использование Wi-Fi сетей. Например, исследователи из Массачусетского технологического института показали, как такая системам может работать при использовании Wi-Fi передатчиков потребительского уровня.

Александр Дубов

Читайте также
Недавний старт продаж
21
ЖК «Лобачевский», ул. Лобачевского
28 декабря 2018
Ипотека
Старт продаж
Мат. капитал
от 8 999 600 Р
В СОБСТВЕННОСТИ. СВОБОДНАЯ ПРОДАЖА. ДОГОВОР КУПЛИ-ПРОДАЖИ. Квартира класса "комфорт", свободная планировка. Потолки 2,75 метра с учетом выровненного пола. Просторная...
1-комн. от 8 999 600 Р
2-комн. от 12 654 956 Р
3-комн. от 16 727 000 Р
ЗастройщикБЭСТКОНСдача ГКI Квартал 2017
Раменки, 20 мин. пешком
14
Жилой комплекс «Карамель», ул. Квесисская 1-я
28 декабря 2018
Ипотека
Старт продаж
Мат. капитал
от 19 518 000 Р
Новостройка бизнес-класса. Индивидуальный проект. Отличная транспортная доступность – удобный выезд на ТТК, Ленинградский проспект и Тверскую улицу. 10 минут пешком до...
1-комн. от 19 518 000 Р
2-комн. от 23 500 000 Р
3-комн. от 39 450 000 Р
ЗастройщикШатер ДевелопментСдача ГКIII Квартал 2016
Савеловская, 10 мин. пешком
8
Апарт-комплекс «Волга», ул. Спасская Б
17 января 2019
Ипотека
Старт продаж
Мат. капитал
от 11 309 000 Р
Высота потолков 3,05 м., увеличенные окна. Апарт-комплекс "Волга" расположен в историческом центре Москвы, в уютном микрорайоне рядом с Садовым кольцом, всего в 10...
1-комн. от 11 309 000 Р
2-комн. от 14 414 400 Р
3-комн. от 19 265 400 Р
ЗастройщикОАО "Волга"Сдача ГКII Квартал 2018
Сухаревская, 10 мин. пешком
12
ЖК «Садовые Кварталы», ул. Усачева
28 декабря 2018
Ипотека
Старт продаж
Мат. капитал
от 110 000 000 Р
Это элитный микрорайон клубных домов с полноценной внутренней инфраструктурой, расположенный в тихом и уютном центре. Хамовники – престижный район в ЦАО Москвы, в 3...
3-комн. от 110 000 000 Р
ЗастройщикИнтекоСдача ГКIV Квартал 2019
Фрунзенская, 5 мин. пешком