低成本的厘米级别精度定位系统

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2013 年的增强现实原型机

德克萨斯大学的一个团队想要打造一个能和真实世界联系得更紧密的增强或者虚拟现实。而在探索的路上,他们发现了一种新的通过移动设备来进行 GPS 定位的方式。

几年前,Todd Humphreys 和他的学生们还在科克雷尔工程学院时就已经开始这个项目了。那时,他们拿着一个大而笨重的增强现实系统原型来到西南偏南音乐节上,大小有一个台式机那么大,GPS 天线都跟飞碟一样。效果还凑合,但样子离当时舆论中心的 Google Glass 还是远了点。

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Ken Pesyna & Andrew Kerns

几年过后,Google Glass 伴随着各种被鄙视被袭击被殴打的新闻悄然离开人们的视线,而 Humphreys’ 的团队带着他们新的基于软件算法改进的系统,旨在增加 GPS 精确度,来到了我们面前,且一下子让一些基于位置的应用成为可能。

这几年间,他们团队一直在钻研载波相位差分 GPS(CDGPS),这种技术可以让跟踪精确度达到厘米级。载波相位差分是 GPS 的定位方式之一,也是多种定位方式中精度最高的,不过一般都要求一个额外基站来作为参照,这也阻碍了 CDGPS 的大范围应用。而 Humphreys 的团队,最近的突破则是制作出了纯粹软件定义的虚拟化基站,最终能仅靠目前移动手机里的便宜的天线就能达到需要基站才能得到的 CDGPS 同样效果。软件的名字叫做 GRID,能从低成本的天线中提取载波相位的修正量,来修正普通设备直接通过天线得到的 GPS 距离。目前 GRID 是在外部系统运行的,但他们团队马上会将 GRID 移植的手机的处理器上。

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图为测试中的结构,测试在原处的手机级别 GNSS 天线。GNSS 模拟信号在经过手机内部带通过滤器以及低噪点放大器流出,进入专门的射频前端进行格式转换和数码化。得出的数据会被存储,以待经过软件 GNSS 接收器和 CDGNSS 过滤器的后处理。

这个技术可以被用在无人机导航、智能家居开关、室内定位上。不过,他们似乎对虚拟现实更感兴趣,希望能和 Oculus Rift 头戴显示设备等相结合,将 VR 设备搬向户外。他们团队最近也组建了一个新公司焦作 Radiosense 并和三星合作,希望能将所有得到更精确位置所需的东西都能整合到三星的产品中, 包括 Gear VR。不过,厘米级的位置追踪离 VR 所需的精度还差了个1000倍啊。另外,GPS 定位的延迟……理想很美好,现实还是比较骨感滴。


Source:GizMagUTexasGPSWorld

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