CPS: vědci vytvořili efektivní systém pro běžné GPS s centimetrovou přesností

  • Současné GPS půjde použít pro mnohem vyšší přesnost v rámci centimetrů
  • Nebudou potřeba žádné speciální antény
  • Nová technologie je především o efektivním výpočtu s daty z pohybových senzorů

GPS je dnes samozřejmou součástí všech chytrých mobilních zařízení a vlastně už si jen těžko dokážeme představit moderní život právě bez této technologie. Pokud se chcete dozvědět, jak přesně GPS funguje, jaký byl vývoj a konkurence, podívejte na náš starší článek.

Vědci ale nyní přišli s novinkou v podobě CPS, která dokáže výrazně zlepšit možnosti GPS, jež má v běžných zařízeních přesnost jednotky metrů, což přestává pomalu stačit a s nástupem pokročilejších technologií bude nutné získat mnohem přesnější data o poloze.

CPS: GPS s přesností na centimetry

Systém GPS už lze v současnosti využívat i s centimetrovou přesností (RTK), vyžaduje to ale drahá zařízení a velké antény s velkou spotřebou, což není moc vhodné pro malá mobilní zařízení, která nosíme v kapse.

Vědci pod vedením profesora Jay Farella ale přišli na způsob, jak i se současným „nepřesným“ GPS dosáhnout vyšší přesnosti bez nutnosti náročných výpočetních operací. Diferenciální GPS neboli DGPS dříve řešená pomocí specializovaných vysílačů (CORS, EGRS) by měla být dle předpokladů všudypřítomná s nástupem moderních sítí jako je 4G, Wi-Fi a dalších, ale sama o sobě neumožní dosáhnout přesnosti lepší než metr.

Vše lze ale chytře vyřešit softwarovou cestou, která využívá dat ze senzorů v daném zařízení – gyroskopy a akcelerometry. Tento proces není žádnou novinkou, ale provést všechny výpočty a korekce bylo extrémně náročné na výpočetní výkon. A to u mobilních zařízení znamená vytížení čipů, vysokou spotřebu a tedy i rychlé vybití baterie.

Efektivní zpracování polohy v rámci CPS (Common Position Shift) s využitím dat z akcelerometru a gyroskopu lze dosáhnout přesnosti polohy na centimetry, byť hlavně při pohybu.

Až 600× snazší výpočet

Výpočetní náročnost se podařilo výrazně zjednodušit, teoreticky jde o 104 nižší náročnost, v rámci testovacího měření se podařilo dosáhnout na 600násobek s tím, že lze očekávat další možnosti zlepšení. Na testovacím desktopovém počítači s procesorem Intel Core 2 Q9400 se jednalo o rozdíl 0,25 ms (CPS) vs. 150 ms s klasickou metodou MILS.

Klepněte pro větší obrázek
Ukázka pohybu a dostupnosti satelitů. S přesnými daty z interních senzorů mobilního zařízení to ale nemusí být problém

Zatímco snímková frekvence GPS byla při testech 1 Hz, systém senzorů v mobilním telefonu jako je akcelerometr nebo gyroskop je schopný dodávat data o změně rychlostí i 200 Hz. V případě upravených senzorů například u brýlí pro virtuální realitu jsou tyto čipy nastavené i na více než 1 000 Hz.

A díky dodatečným velmi přesným informacím o změně polohy zařízení v prostoru lze nakonec velmi přesně spočítat i celkovou informaci o poloze na jednotky centimetrů, aniž by k tomu byl nutný speciální hardware nebo nový druh GPS.

Důležité pro samořízené automobily i virtuální nebo rozšířenou realitu

S centimetrovou přesností, která by byla dostupná v běžných mobilních zařízení, samozřejmě přichází řada novinek. Například v případě samořízených automobilů bude možné rozlišit velmi přesně, v jakém pruhu se automobil nachází, aniž by bylo nutné mít a zpracovávat obrazová data.

Klepněte pro větší obrázek

Taková přesnost bude možná trochu komplikace například pro geocaching, který bude o dost jednodušší. Přesná poloha je důležitá i pro nové formy interakce s okolím jako je rozšířená realita nebo dokonce virtuální realita. Asi nelze očekávat, že rychlost aktualizace polohy bude stejně dobrá, jako když se jedná o laserové senzory ve stejné místnosti, kde jsou brýle nebo dané zařízení, ale určitě to posune hranice toho, jak bude možné interagovat s okolní realitou bez nutnosti složitě rozpoznávat obraz. S přesnou polohou lze totiž i velmi přesně změřit například úhel pohledu třeba nějaké budoucí formy chytrých brýlí či dokonce chytrých čoček.

Centimetrová přesnost měření polohy je důležitá i pro nastupující trend dronů a jejich využití pro dovážku zboží až do domu, stejně tak pro další druhy robotů, které se musí pohybovat v okolní realitě.

Pokud půjde tento systém napasovat například na nový typ GPS s mnohem přesnějším systémem hodin, který už sám o sobě poskytuje mnohem přesnější data o poloze, lze si představit i možnost rozlišení v rámci milimetrů. Otázka zní, na co všechno by bylo možné využít i takovou přesnost a jaké různé revoluce to může do budoucna způsobit.

Podrobné informace o CPS naleznete v oficiálním materiálu.

18 komentářů

Nejnovější komentáře

  • Ludek_II 16. 2. 2016 16:05:01
    Mládenci z Islámského státu vám děkují. A až nám posviětí jejich rakety...
  • nymfomanka 15. 2. 2016 15:04:26
    mám notebook se gps i senzory. Kde ten program je ke stažení?
  • Marek Novak 15. 2. 2016 11:14:31
    A co na to Galileo?

Určitě si přečtěte


Deset tipů, jak ovládnout Google: Vyhledávejte jako mistři

Deset tipů, jak ovládnout Google: Vyhledávejte jako mistři

** Vyhledávače jsou natolik dobré, že si poradí i s frází v běžné češtině ** Pokud to ale nebude stačit, můžete vyzkoušet pokročilé funkce ** Vybrali jsme ty nejzajímavější

25.  9.  2016 | Jakub Čížek | 19

9 nejlepších programů na úpravu fotek. Placené i zdarma

9 nejlepších programů na úpravu fotek. Placené i zdarma

** Pro běžné úpravy fotek nemusíte pirátit Photoshop, vystačíte si s levnějšími programy ** Ceny pokročilých editorů se většinou vejdou do dvou tisíc korun ** Mnohdy stačí i bezplatné nástroje

26.  9.  2016 | Stanislav Janů | 49

Jak zastavit nechtěné programy na Windows? Koukněte na Plánovač úloh

Jak zastavit nechtěné programy na Windows? Koukněte na Plánovač úloh

** V systému se mohou periodicky spouštět nechtěné aplikace ** Anebo si vyberou tu nejméně vhodnou chvíli ** Prozkoumejte Plánovač úloh na Windows

23.  9.  2016 | Jakub Čížek | 128

Pojďme programovat elektroniku: Vyzkoušíme IR, ovládneme světýlko přes Bluetooth a vyšleme zprávu na sto metrů

Pojďme programovat elektroniku: Vyzkoušíme IR, ovládneme světýlko přes Bluetooth a vyšleme zprávu na sto metrů

** Budeme odposlouchávat IR ovladač klimatizace ** Vyrobíme laciný rádiový vysílač ** Vyzkoušíme komunikaci pomocí Bluetooth a v pásmu 433 MHz

21.  9.  2016 | Jakub Čížek | 19

Týden Živě: Zvyknou si Češi platit paušál za software?

Týden Živě: Zvyknou si Češi platit paušál za software?

** Zoner vypustil do světa nové Photo Studio. Je za paušál. ** HP nechce neoficiální inkoust ** Koutek časopisu Computer

25.  9.  2016 | Časopis Computer | 65

Komentář: Apple pořád inovuje, ale jen když musí

Komentář: Apple pořád inovuje, ale jen když musí

** Největší inovace vždy vychází z radikálních kroků ** Apple není v situaci, kdy by jej ke změnám něco tlačilo ** Chybí-li na trhu konkurence, nemůžou existovat ani invoace

22.  9.  2016 | Stanislav Janů | 139