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想要更精准的手机定位? 只要“摇一摇”

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发表于 6-27-2018 15:57:02 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 鑫淼晶 于 6-27-2018 04:00 PM 编辑

     【侨报洛杉矶讯】在过去的十年中,无线定位技术一直是学术界和产业界非常活跃的研究课题。在许多情况下,基于卫星的定位服务(如GPS)不够准确或可靠。例如:在城市环境中,人造建筑物可能阻挡GPS信号; 在室内,墙壁和天花板可能干扰GPS信号; 在水下时,大量的水甚至会完全阻断信号。而另一方面,许多定位技术的使用者,如紧急援助队、执行任务的警察、燃烧建筑物内的消防员、医务人员以及需要快速定位货物的仓库员工,往往需要在这种GPS无法正常工作的环境中得到准确的定位信息。哈佛大学的朱元晨博士发明的算法,便可以解决这一系列问题。朱元晨博士从小就在国际上获奖无数,2004年5月他再度赴美参加了“第55届英特尔国际科学与工程大奖赛”,他从1400多名参赛选手中脱颖而出,摘取了“英特尔基金会青少年科学精英奖”的桂冠。“英特尔基金会青少年科学精英奖”全世界每年只有三人获得,而朱元晨刷新了亚洲纪录,成为本项大奖的亚洲第一人。他不仅赢得了五万美元的奖学金,被邀请参加诺贝尔奖颁奖仪式,麻省理工学院林肯实验室还用他的名字为一颗小行星命名,叫 Zhuyuanchen

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       包括诺基亚,英特尔和谷歌在内的许多大型公司都专注于另一种基于价格低廉的、配备有传感器的、能够彼此无线通信的节点网络的定位技术。最常见的这种网络的例子是与手机信号塔和Wifi热点互相通信的智能手机。但是其他应用(如环境检测)通常会配置由成本更加低廉的传感器节点组成的网络。这种被称为传感器网络定位的技术不要求每个单独的节点都连接到中央卫星系统,从而降低其成本,并且允许在不适合使用GPS的环境下使用。更重要的是,无线传感器网络可以提供比GPS更少延迟且更精确的定位信息。这些所有特性使得传感器网络定位非常适合被运用于地震监测,地壳活动监测,救灾行动,军事监视和海洋学检测等活动中。
       在无线传感器网络中,传感器节点之间的能否进行通讯由许多因素决定,包括一对节点之间是否存在物理障碍,节点的无线传输功率,以及节点之间的距离等。因此,如何从有限的节点间通信,计算出尽可能多的节点的位置是非常重要的。以朱元晨为首的哈佛大学研究人员提出了一个新的解决方案。他们注意到在许多应用中,传感器节点不会保持静止,而是会不停地随机移动。比如携带节点的人们可能会四处走动,或者水和风等自然现象也会随机挪动这些节点。而这些随机移动造成的节点之间的距离的波动实际上提供了能帮助确定节点的位置的信息。朱元晨的新算法运用了“刚性理论”(离散数学中研究的一个领域)的最新成果,能够根据这些随机移动的传感器节点之间的距离信息,计算出节点的位置。
       朱元晨的算法的核心贡献在于能从有限的通讯连接中计算出理论上最多数量的节点的位置。具体地说,无线传感器网络中因为环境和障碍物的因素,只有部分对节点能够互相通讯和测距。在这种情况下,新的算法能够比目前常用的定位算法,如三边测量和半定规划,更准确地计算出更多的节点位置。举个例子,在燃烧的建筑物内的消防员们原本因为墙体阻拦等因素,可能无法确定互相的位置。但使用了新的算法后,只要节点通讯网络的满足一些很基本的要求,那么所有节点的位置就能被准确确定下来。这能让消防队员拯救更多人的生命。“朱元晨提出的新算法可以显著降低用于定位服务的无线传感器网络所需的传输功率,因为它可以用更少的通讯连接定位更多的节点。这种优势可以大大增加移动传感器节点在实际运用中的电池寿命,并且在连接信号较差的情况下,为原本无法定位的节点网络提供定位服务。”瞻博网络第一位中国区总经理牛绪麟表示。
       在不久的将来,在朱元晨的算法的帮助下,我们也许可以通过摇一摇手机来获取更精准的定位服务,而不再需要打开耗电的GPS芯片。

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