Mail.ruПочтаМой МирОдноклассникиИгрыЗнакомстваНовостиПоискВсе проекты
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
10 апреля 2019
Ипотека
Старт продаж
Мат. капитал
от 9 297 980 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 9 297 980 Р
2-комн. от 13 607 500 Р
3-комн. от 17 315 600 Р
ЗастройщикБЭСТКОНСдача ГКI Квартал 2017
Раменки, 20 мин. пешком
8
Мкрн «Домашний», ул. Донецкая
10 мая 2019
Ипотека
Старт продаж
Мат. капитал
от 9 375 217 Р
Новый микрорайон «Домашний» — проект крупномасштабной застройки на берегу Москвы-реки. Проект станет самой современной и благоустроенной частью сложившегося района....
3-комн. от 9 375 217 Р
ЗастройщикОАО "Мосстройснаб"Сдача ГКIII Квартал 2021
Марьино, 4 мин. транспортом
16
ЖК «Крылатский», Рублевское ш
4 марта 2019
Ипотека
Старт продаж
Мат. капитал
от 8 442 720 Р
СОБСТВЕННОСТЬ ИЮНЬ 2018. СВОБОДНАЯ ПРОДАЖА. Квартира класса "комфорт" ОТ ИНВЕСТОРА, свободная планировка. потолки 2,9 метра. Из окон прекрасный вид на лесопарковую зону...
1-комн. от 8 442 720 Р
2-комн. от 11 956 256 Р
3-комн. от 15 001 792 Р
4+ комн. от 19 419 740 Р
ЗастройщикБЭСТКОНСдача ГКIV Квартал 2016
Крылатское, 5 мин. транспортом
2
ЖК «Некрасовка», ул. Вертолетчиков
15 апреля 2019
Ипотека
Старт продаж
Мат. капитал
от 4 462 840 Р
ОТ ЗАСТРОЙЩИКА ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ СКИДКИ! СОБСТВЕННОСТЬ ПОЛУЧЕНА. ОДИН СОБСТВЕННИК. СВОБОДНАЯ ПРОДАЖА. Квартира класса "комфорт" с ЧИСТОВОЙ ОТДЕЛКОЙ с максимально...
1-комн. от 4 462 840 Р
2-комн. от 5 703 080 Р
3-комн. от 7 248 740 Р
ЗастройщикДСК-1Сдача ГКIV Квартал 2018
Новорязанское ш, 7 км