Das MIT hat ein dezimetrisches Präzisions-Wi-Fi-Positionierungssystem entwickelt

Die GPS-Satellitentechnologie eignet sich hervorragend für Autonavigatoren und die Verfolgung von Raketen, funktioniert jedoch in Gebäuden praktisch nicht. Es gibt verschiedene „Krücken“ für die Navigation in Innenräumen - Triangulation von umliegenden Hotspots, deren Koordinaten ständig geändert werden, über Funkfeuer usw. Mit der neuen Chronos- Technologie, die am Massachusetts Institute of Technology entwickelt wurde, lässt sich jedoch kaum eine dieser Methoden in Bezug auf Benutzerfreundlichkeit und Genauigkeit vergleichen .

Das Chronos-System arbeitet einfach und effizient. Die Hauptidee ist, dass der Wi-Fi-Empfänger und -Sender Multi-Gigahertz-Breitbandradiosender emulieren und gleichzeitig das Signal sofort in allen verfügbaren Bereichen senden.Im Bereich von 2,4 GHz und 5 GHz gibt es 35 Frequenzbänder, auf denen die Übertragung stattfindet.



Bei jeder Frequenz "akkumuliert" sich die Phase mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Der Sender schaltet alle 2-3 Mikrosekunden zwischen den Bereichen um und der Empfänger vergleicht jedes Mal die Phasendifferenz. Auf diese Weise berechnet das Chronos-System den genauen Abstand zwischen Geräten.

Wenn beispielsweise der Abstand zwischen Empfänger und Sender 0,6 Meter beträgt, fallen die Phasen bei verschiedenen Frequenzen in 2 Nanosekunden zusammen, wie in der Abbildung gezeigt.



Wenn das Gerät wie bei den meisten modernen Smartphones und Laptops über mehrere Wi-Fi-Antennen verfügt, berechnet Chronos den Winkel zwischen den Geräten, dh in welche Richtung sie voneinander entfernt sind. Wenn Sie die Koordinaten des Zugangspunkts kennen, können Sie die genauen Koordinaten jedes Smartphones / Laptops ermitteln, das eine Verbindung zu diesem Hotspot herstellt.


Platzierung von Wi-Fi-Empfängern während eines Experiments in einer realen Umgebung

Während eines Experiments in einer realen Umgebung wie einer Mehrraumwohnung oder einem Café bestimmte Chronos die Position von Geräten auf handelsüblichen W-Fi-Standardgeräten mit einer durchschnittlichen Genauigkeit von 65 cm in direkter Sichtlinie (LOS) und 98 cm Bei indirekter Sichtbarkeit (NLOS) ist es um ein Vielfaches genauer als GPS.


Entfernungsgenauigkeit


Lokalisierungsgenauigkeit

Die Erfinder stellen fest, dass ein solches System verschiedene Anwendungen finden kann. Beispielsweise können Kennwörter in Shareware-Hotspots ersetzt werden. Der Eigentümer des Cafés oder der Wohnung konfiguriert den Router so, dass Sie nur innerhalb des Umfangs der Wohnung oder des Cafés eine Verbindung herstellen können!



Ein weiterer Anwendungsfall sind Multikopter-Positionierungssysteme, bei denen das Gerät automatisch einen Sicherheitsabstand zu einer Person einhält (gut oder umgekehrt - für die Zielsuche, für militärische Zwecke).

Da Wi-Fi in fast allen Smartphones verfügbar ist, eignet sich Chronos hervorragend für Positionierungssysteme in Innenräumen.

In der aktuellen Implementierung gibt es zwar bestimmte Einschränkungen. Um das System zu aktivieren, müssen Sie nicht nur die entsprechende Anwendung installieren oder die Firmware aktualisieren, sondern auch eine einzelne Kalibrierung des Smartphones / Laptops für einen bestimmten Zugangspunkt durchführen. Darüber hinaus dauert das Verfahren zum Messen von Signalen bei allen Frequenzen etwa 0,1 s, sodass beim Bewegen des Geräts ein Fehler auftritt. In einigen Fällen ist dieser Fehler jedoch leicht zu kompensieren, wenn man die Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung kennt (z. B. bei einer fliegenden Drohne).

Wenn alles nach Plan läuft, kann diese Technologie in einigen Jahren in neuen Smartphones erscheinen.

Source: https://habr.com/ru/post/de392497/