黑科技：没有GPS的导航也是可能的.doc

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1、黑科技：没有GPS的导航也是可能的　　尽管只要接收机位于多个卫星的视线内，GPS就可以定位地球上的任何物体，但同一设备在室内定位时可能会很困难。犹他大学的一个研究小组已经找到了解决这个问题的办法。该团队开发了一套传感器和电路，即可将其安装到靴子（鞋）上，无需使用GPS信号，就以确定其位置，定位精确度在室内和室外均约为5米。　　导航系统安装在一个非常笨重的原型靴中，这个靴子可以帮助救援人员在建筑物内导航，并向消防队员显示他们团队的其它成员所在的位置。它也可能与虚拟或者增强现实游戏集成。　　　　犹他小组的导航系统建立在惯性测量单元或者简称为IMU（inertialmeasurement

2、unit，惯性测量单元）上-一个包含陀螺仪，磁力计和加速计的小黑盒。犹他大学电气工程师DarrinYoung希望能够在便携式电子设备中使用IMU。然而，这些传感器廉价版本的读数会随着时间而漂移，并且其错误可能会迅速累积。Young让其研究生QingboGuo想方设法让这些传感器保持校准。郭找到了生物力学的解决方案。即在每个步伐中，脚后跟锚定在地面约100毫秒。Guo想出了方法来如何衡量这个静止时刻，并用它来纠正运动中IMU漂移的数据误差。　　Guo设计了一个灵活的MEMS压力传感器，放置在带有IMU的靴子的鞋垫底下。他计算出系统需要大约1000个传感器才能获得准确的读数（并且在某些

3、传感器断裂的情况下提供冗余备份功能），并且构建了定制电路来合成来自IMU和压力传感器的数据，并设计了必要的算法。在原型中，定制电路位于安装在保护罩侧面的印刷电路板上。他们将传感器放在引导装置外面以便于访问和调试，但它可能位于鞋底内部并可以使用蓝牙技术来连接。　　接着他用电缆连接到背包里的一台笔记本电脑，然后开始走路。为了测试导航系统，Guo在盐湖城用导航引导跟踪器走了约三公里，然后将原型数据与GPS数据进行比较。在校园十次散步后，最大误差约为5.5米。他还在旧金山金门公园漫长的漫步道路中测试了该系统。系统的工作原理与哪种地形无关。这一表现与GPS相媲美，但它能够在没有GPS信号如室

4、内起作用。