Рубрика: SAP

Узнал сегодня, что сейчас есть и активно используется технология навигации по магнитному полю Земли. Используется как замена или как расширение GPS.

Например, есть скандинавский паром Express 5 компании Bornholmslinjen, который страхуется от проблем с GPS (а они происходят) тем, что использует навигацию MagNav. В отличие от GPS, магнитное поле Земли невозможно заглушить или подменить — оно просто существует. Паром ездит по одному и тому же маршруту, и в целом, там можно навигацию даже через бытовые рыболовные эхолокаторы сделать.

Но вот есть несколько стартапов, которые используют эту технологию для навигации внутри помещения, куда сигнал от GPS не пробивается. Утверждается, что точность навигации — 1 метр. Вот это интереснее.

GiPStech, Oriient, Mapsted.

В основе этой технологии лежит процесс, называемый магнитным фингерпринтингом. Инженеры или роботы-картографы обходят здание со смартфоном, записывая уникальные искажения магнитного поля в каждой точке. Эти искажения создаются стальным каркасом здания, арматурой в стенах и крупным электрооборудованием. Формируется база данных, где каждой координате (x, y, z) соответствует свой уникальный вектор магнитного поля (интенсивность, наклон, отклонение).

Собранные данные загружаются в облачную платформу компании-провайдера. Там они проходят очистку от шумов и «сшиваются» с цифровым планом этажа (Floor Plan). Когда пользователь идет по ТЦ, его смартфон в реальном времени считывает данные со встроенного магнитометра. Специальное ПО (SDK) сравнивает текущие показания с теми, что хранятся в базе данных. Чтобы точность была 1–2 метра, система не полагается только на магниты. Она использует сенсорную фузию — объединяет данные магнитного поля с инерциальными датчиками (акселерометр считает шаги, гироскоп определяет повороты) и иногда сигналами Wi-Fi/Bluetooth для грубой привязки к зоне.

Для дронов эта технология наверняка сейчас активно внедряется. Главная техническая сложность там — собственные помехи и учет того, что магнитное поле меняется, и нужно постоянно обновлять карты. Электрика, двигатели создают сильные магнитные поля, которые «забивают» естественный фон Земли. Но пишут, что используются всякие алгоритмы фильтрации (включая нейросети), которые в реальном времени «вычитают» помехи от моторов из общих показаний датчика. Как я также понимаю, на большой высоте (километры) магнитное поле более «гладкое», поэтому точность ниже (около 1–5 км). Но если дронов несколько летит и они обмениваются сигналами, то в целом они вместе могут дать очень хорошую точность каждого. Кроме того, группа дронов может измерять градиент (скорость изменения) магнитного поля в пространстве, и привязывать местонахождение не к абсолютным значениям, а относительным. По сути, использование группы дронов превращает навигационную систему из набора отдельных приемников в распределенную фазированную антенную решетку, способную фильтровать глобальные помехи и работать с гораздо более слабыми полезными сигналами. Учитывая, что небольшие дроны, способные долго находиться в воздухе, могут выпускаться в воздух сотнями (и стоить копейки), это довольно перспективная область для военных.

Есть интересный стартап, Zerokey. Они выпускают QUANTUM RTLS 2.0. Эта штука дает пространственную точность в 1.5мм. Используется на производстве, например. Их ролик например показывает «часы» на руках рабочего, которые следят за корректностью сборки чего-то там на столе. Тут уже ультразвуковой принцип, и понятно, что к этим «часам» даются стационарные датчики и дальше мультилатерация.