技術(shù)
導(dǎo)讀:日本橫河電機(jī)開(kāi)發(fā)出了一種使用嵌入鞋內(nèi)的無(wú)線傳感器終端,跟蹤和記錄移動(dòng)線路的位置信息檢測(cè)系統(tǒng),并在為紀(jì)念該公司成立90周年而舉辦的“橫河技術(shù)未來(lái)展”上進(jìn)行了展示。
嵌有無(wú)線傳感器的鞋。在鞋后跟嵌入了無(wú)線傳感器。
傳感器的放大照片
日本橫河電機(jī)開(kāi)發(fā)出了一種使用嵌入鞋內(nèi)的無(wú)線傳感器終端,跟蹤和記錄移動(dòng)線路的位置信息檢測(cè)系統(tǒng),并在為紀(jì)念該公司成立90周年而舉辦的“橫河技術(shù)未來(lái)展”上進(jìn)行了展示。該系統(tǒng)的工作原理是:在無(wú)線傳感器終端上配備檢測(cè)行進(jìn)方向的陀螺儀和加速度傳感器,通過(guò)對(duì)2種信息進(jìn)行分析,計(jì)算出該終端的位置。該公司設(shè)想將其應(yīng)用于工廠和大樓等出入管理,以及結(jié)合人的動(dòng)作對(duì)照明等設(shè)備進(jìn)行控制的節(jié)能措施等領(lǐng)域。不過(guò),沒(méi)有公布實(shí)用化時(shí)間。
橫河電機(jī)開(kāi)發(fā)的位置信息檢測(cè)系統(tǒng)配備了陀螺儀和3軸加速度傳感器。整個(gè)系統(tǒng)由IEEE802.15.4規(guī)格無(wú)線終端傳感器、無(wú)線基站和服務(wù)器等構(gòu)成。陀螺儀用于檢測(cè)行人的進(jìn)行方向。傳感器終端通過(guò)無(wú)線將其信息和加速度傳感器信息發(fā)送給服務(wù)器之后,服務(wù)器通過(guò)對(duì)加速度矢量進(jìn)行時(shí)間積分處理,跟蹤終端的移動(dòng)線路,了解它的位置。
位置信息檢測(cè)系統(tǒng)既有使用GPS的,也有使用PHS、無(wú)線LAN或藍(lán)牙等技術(shù)的。但均存在著位置測(cè)定精度不足的問(wèn)題。比如,使用PHS和無(wú)線LAN的系統(tǒng)絕大多數(shù),利用通過(guò)測(cè)定終端與其周圍多個(gè)基站之間的距離計(jì)算出其位置的原理。測(cè)定精度會(huì)因基站數(shù)量、位置關(guān)系,以及有無(wú)無(wú)線反射等而產(chǎn)生較大變動(dòng)。
此次的位置信息檢測(cè)系統(tǒng)的測(cè)定精度為1m,移動(dòng)時(shí)相對(duì)位置差的檢測(cè)精度(分辨率)為1cm,均實(shí)現(xiàn)了高于傳統(tǒng)方式的測(cè)定精度。由于無(wú)線系統(tǒng)僅用于數(shù)據(jù)傳輸,因此精度不會(huì)受到基站位置和數(shù)量的影響?!皩⑹謾C(jī)用于無(wú)線系統(tǒng)后,還可跟蹤行人在街上的移動(dòng)情況”(橫河電機(jī))。
此系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵是“鞋和算法”
通過(guò)對(duì)加速度適量進(jìn)行積分處理進(jìn)行定位,這種想法早就在科幻小說(shuō)里面出現(xiàn)過(guò)。但此前從未有過(guò)精度達(dá)到實(shí)用水平的開(kāi)發(fā)先例。原因是“在積分處理中,測(cè)定誤差和身體姿態(tài)的搖動(dòng)等噪音成分也會(huì)同時(shí)進(jìn)行積分處理,并且會(huì)產(chǎn)生發(fā)散”(橫河電機(jī))。該公司通過(guò)將傳感器終端嵌入到鞋中,同時(shí)還開(kāi)發(fā)出了獨(dú)特的信息處理算法,解決了上述問(wèn)題?!靶右子跍y(cè)定加速度。假如將此次的傳感器終端佩戴到胸部,就不會(huì)起到很好的作用”(橫河電機(jī))。