Universität von Utah
Global Positioning SystemMithilfe der GPS-Technologie können Personen im Umkreis von 15 bis 30 Fuß um praktisch jeden Ort im Freien auf der Welt geortet werden. Im Innenbereich ist die Sache jedoch weniger einfach. Denn die GPS-Technologie funktioniert am besten, wenn das Gerät freie Sicht zum Himmel und damit zu den zur Positionsbestimmung verwendeten GPS-Satelliten hat. Dieses Signal wird auf dem Weg durch ein Gebäude schwächer oder verzerrt. Obwohl empfindlichere moderne GPS-Chips immer noch eine Ortung im Inneren ermöglichen, sind diese Informationen oft nicht genau genug, um nützlich zu sein.
Forscher der University of Utah haben jedoch möglicherweise eine Lösung gefunden – und sie könnte möglicherweise dazu beitragen, Menschenleben zu retten. Was sie geschaffen haben, ist ein alternatives Positionierungssystem, das innerhalb der gleichen Entfernung wie GPS genau sein kann in einen Stiefel oder ein anderes Schuhwerk integriert, ist aber nicht auf Satelliten angewiesen, um zu funktionieren. Die Schuhe könnten von Feuerwehrleuten, Soldaten oder anderen Personen getragen werden, die den Standort ihrer Kollegen genauer überwachen möchten. Dies führt auch zu genaueren Navigationsinformationen.
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„Wir haben ein flexibles Bodenreaktionssensor-Array entwickelt und das Sensor-Array unter die Innensohle eines Schuhs eingesetzt.“ Darrin Young, ein Elektroingenieur an der University of Utah, sagte gegenüber Digital Trends. „Wenn ein Fußgänger einen solchen Schuh trägt, kann die Sensoranordnung genau erkennen, wann der Fußgänger unterwegs ist Der Fuß berührt den Boden, rollt über den Boden und löst sich dann vom Boden gehen. Diese Zeitinformationen zum Aufsetzen des Fußes auf den Boden werden zum Zurücksetzen einer Trägheitsmesseinheit (IMU) verwendet, die unter dem Fersenbereich des Schuhs eingebettet ist. Das genaue Zurücksetzen der IMU bei jedem Schritt kann die Navigationsgenauigkeit erheblich verbessern. Die Fuß-auf-Boden-Zeitmessung dient als entscheidende Referenz für die Kalibrierung der IMU, um eine Hochleistungsnavigation zu erreichen.“
Eine IMU ist eine Blackbox, die mehrere Sensoren enthält, darunter ein Gyroskop, ein Magnetometer und ein Beschleunigungsmesser. Durch die Kombination von Informationen aus mehreren IMUs ist es möglich, eine bessere Navigationsleistung zu erzielen als mit nur einer einzigen IMU. Das Ergebnis ist eine mit GPS vergleichbare Leistung, jedoch ohne die Einschränkungen. Das bedeutet, dass es im Innenbereich verwendet werden kann, da es im Gegensatz zu GPS nicht auf Satelliten angewiesen ist, um den genauen Standort des Trägers zu ermitteln.
„Im nächsten Schritt verbessern wir die Robustheit unseres Prototypendesigns unter Einbeziehung von Kurzstrecken „Wir verbessern die Fähigkeit zur drahtlosen Datenkommunikation, verbessern die Software und senken die Gesamtsystemkosten“, sagte Young sagte. „Wir werden uns um die Kommerzialisierung dieser Technologie bemühen.“
Die Arbeit des Teams am GPS-freien Navigationssystem wurde diese Woche auf der International Solid-State Circuits Conference 2018 in San Francisco vorgestellt.
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