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.

Diskuze (18) Další článek: Droneboarding, jízda za letícím dronem

Témata článku: Věda, Software, Technologie, Mobility, GPS, Rozšířená realita, Přesnost, Výpočetní náročnost, Speciální hardware, Chytré brýle, Efektivní systém, Farell, Běžný mobil, Geocaching, Samořiditelný automobil, Důležitá novinka, Chytrý automobil, Běžný senzor, Clinton, Speciální anténa, Přesná data, Náročný výpočet, Úhel pohledu, Přesná poloha, Centimetr


Určitě si přečtěte

Nechcete platit za Total Commander? Těmito bezplatnými programy ho můžete nahradit

Nechcete platit za Total Commander? Těmito bezplatnými programy ho můžete nahradit

** Total Commander je na Windows takřka legendou ** Licence však stojí více než tisíc korun ** Našli jsme pro vás deset alternativ dostupných zdarma

Karel Kilián | 142

Cardano: kryptoměna nové generace, která se netěží, ale razí

Cardano: kryptoměna nové generace, která se netěží, ale razí

** Cardano je unikátní kryptoměna, která díky svým vlastnostem a schopnostem přitahuje pozornost ** Od Bitcoinu se zásadně liší ** Jejím smyslem není jen „koupit a prodat“, má pozoruhodné technologické možnosti

Martin Miksa | 28

Budoucnost elektroniky: čeští vědci stojí za revolučním čipem, který nemá ve světě obdoby

Budoucnost elektroniky: čeští vědci stojí za revolučním čipem, který nemá ve světě obdoby

** Čeští vědci pod vedením Tomáše Jungwirtha vyvíjí nový typ revolučního paměťového čipu ** Zatímco v současnosti elektronika pracuje s elektrony, v budoucnu to budou spiny elektronů ** Čipy budou moci být klidně i 1 000x rychlejší a úspornější

Karel Javůrek | 32

Portál občana už funguje. Na státní web vypadá až překvapivě použitelně

Portál občana už funguje. Na státní web vypadá až překvapivě použitelně

** Portál občana už funguje, vyřídíte na něm první požadavky ** Funkce se budou postupně rozšiřovat ** Web je docela moderní a přehledný

David Polesný | 66


Aktuální číslo časopisu Computer

Jak mobily určují svoji polohu?

Velký test notebooků pro studenty

Nejlepší reproduktory na párty

Služby a aplikace pro výuku angličtiny