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

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.

Témata článku: Software, Věda, Technologie, Mobility, GPS, Rozšířená realita, Přesná poloha, Výpočetní náročnost, Efektivní systém, Chytrý automobil, Virtuální realita brýle, Vědec, Speciální hardware, Přesnost, Běžný senzor, Chytré brýle, Budoucí automobil, Geocaching, Úhel pohledu, Samořiditelný automobil, Přesná data, Brýle pro virtuální realitu, Dovážka, Speciální anténa, Snímková frekvence

Určitě si přečtěte

Tesla chce změnit nákladní dopravu. Její elektrický náklaďák má ohromující parametry

Tesla chce změnit nákladní dopravu. Její elektrický náklaďák má ohromující parametry

** Tesla představila elektrický kamion ** Má obdivuhodný výkon i dojezd ** Prodávat by se měl už za dva roky

17.  11.  2017 | Vojtěch Malý | 199

Elektronika, která nepotřebuje kabel ani baterii. Živí se rádiovým šumem

Elektronika, která nepotřebuje kabel ani baterii. Živí se rádiovým šumem

** Každá elektrická krabička má konektor pro napájení nebo baterii ** Jenže pozor, jednou by to tak nemuselo být ** Drobná elektronika se může živit rádiovými vlnami

14.  11.  2017 | Jakub Čížek | 15

Nejlepší notebooky do 10 tisíc, které si teď můžete koupit

Nejlepší notebooky do 10 tisíc, které si teď můžete koupit

** I pod hranicí desíti tisíc korun existují dobře použitelné notebooky ** Mohou plnit roli pracovního stroje i zařízení pro zábavu ** Nejlevnější použitelný notebook koupíte za pět a půl tisíce

16.  11.  2017 | Stanislav Janů | 53


Aktuální číslo časopisu Computer

Otestovali jsme 5 HDR 4K televizorů

Jak natáčet video zrcadlovkou

Vytvořte si chytrou domácnost

Radíme s koupí počítačového zdroje