Отправить новость
741 просмотр Версия для печати

Сибирские ученые создают ботинки с навигацией, которым не нужны данные со спутника

Прототип пешеходной навигационной системы, оснащенной МЭМС-датчиками на основе технологии микроэлектромеханических систем, разработали сибирские ученые — специалисты Томского политехнического университета и Сибирского федерального университета. По замыслу разработчиков такими датчиками можно оснастить, например, обувь. В этом случае возможно определение координат пользователей как в условиях плотной городской застройки, так и в лесных массивах, и даже под землей.

Фото: sport-marafon.ru.

Пешеходная навигационная система построена на инерциальных принципах, что обеспечивает ее универсальность, полную автономность и помехозащищенность. К тому же инерциальные системы не требуют наличия дополнительной инфраструктуры (антенн) и поэтому позволяют определять координаты местоположения там, где использование спутниковых систем типа ГЛОНАСС или GPS невозможно.

«В Томском политехническом университете работы по этому проекту велись на кафедре точного приборостроения, на этот проект мы получили поддержку Российского фонда фундаментальных исследований.

Основное преимущество этой разработки перед аналогами — для определения положения объекта в пространстве не нужна связь со спутниковыми системами,

— рассказывает доцент кафедры точного приборостроения ТПУ Тамара Нестеренко. — Этого удалось добиться благодаря новому алгоритму и увеличению числа МЭМС-датчиков — это гироскопы и акселерометры, объединяющие в себе микроэлектронные и микромеханические компоненты. В итоге система дает достаточно информации для определения местонахождения объекта и без спутниковых данных».

Также система оснащена магнитометром — датчиком магнитного поля Земли.

«<...> Магнитометр позволяет частично скомпенсировать ошибки, возникающие при определении курса гироскопом. На основе поступающей от датчиков измерительной информации с учетом начальных данных об исходной точке маршрута встроенным микроконтроллером по специальным алгоритмам производится расчет скорости, пройденного пути и местоположения пользователя», — приводит слова доцента кафедры приборостроения и наноэлектроники Института инженерной физики и радиоэлектроники Сибирского федерального университета Павла Маринушкина пресс-служба СФУ.

Технология микроэлектромеханических систем (МЭМС), с одной стороны, обеспечивает низкую стоимость, малые массогабаритные показатели и низкое энергопотребление пешеходных навигаторов.

Так, измерительный блок со встроенными датчиками в силу своей компактности может располагаться на ноге (руке), на груди (спине), поясе или на голове пользователя. Наиболее эффективным считается расположение измерительного блока на ноге, в подошве обуви.

Эффективность разработанной системы была проверена в ходе серии тестов, включавших ходьбу со средней скоростью по замкнутой траектории. Ученые установили, что ошибка определения местонахождения не превышает 2,5 %, из чего следует, что выведенные технические и алгоритмические решения могут быть реализованы в индивидуальной навигационной аппаратуре как для военных, так и гражданских потребителей: подразделений служб спасения, пожарных, геологов, отрядов специального назначения, сотрудников охранных и транспортных агентств, работников коммунального хозяйства и ремонтных служб. Интерес представляет и возможность использования персональных средств навигации для ориентации слабовидящих и незрячих людей на улице и дома.

«Например, такую систему навигации можно установить на обуви пожилого человека. И, когда он отправится в одиночку в лес или на прогулку в городе, можно будет отследить его местоположение. Данные о местонахождении могут передаваться через беспроводную связь на компьютер»,

— поясняет Тамара Нестеренко.

Заметили ошибку?
Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter