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Un système de positionnement intérieur basé sur l'écholocalisation
Le système de positionnement global par satellite a révolutionné la façon dont les humains interagissent avec notre planète. Mais une grave faiblesse est que le GPS ne fonctionne pas à l'intérieur. Par conséquent, les chercheurs et les ingénieurs ont étudié diverses façons de déterminer la position dans les portes d'une manière simple et peu coûteuse.
C'est plus facile à dire qu'à faire. Les systèmes qui reposent sur des signaux WiFi, par exemple, ont une précision limitée car la force du signal varie considérablement dans un bâtiment, ce qui rend difficile la prise de mesures répétables et non ambiguës. Les chercheurs explorent donc un certain nombre d'autres méthodes innovantes pour localiser la position à l'intérieur.
Aujourd'hui, nous avons un aperçu d'une nouvelle approche de la localisation en intérieur basée sur le son. Ruoxi Jia et ses amis de l'Université de Californie à Berkeley ont développé un mécanisme simple et bon marché qui peut identifier différentes pièces sur la base d'un ensemble de données relativement petit rassemblé à l'avance.
Le nouveau système est essentiellement une forme d'écholocation. Émettez un son puis écoutez le retour qui sera déformé d'une manière qui dépend de la taille et de la forme de la pièce, des matériaux des murs et des sols ainsi que des meubles et des personnes qui s'y trouvent.
Le problème avec cette technique est qu'elle nécessitait jusqu'à présent un équipement de mesure spécial tel qu'un microphone capable de mesurer le champ sonore avec précision. Même dans ce cas, le problème des bruits indésirables peut considérablement compliquer les choses.
Jia et ses collègues contournent ce problème en traitant le signal d'une manière qui ignore le bruit. Et cela leur permet de prendre des données à l'aide du microphone et des haut-parleurs intégrés sur un ordinateur portable ordinaire.
Ces gars-là ont testé leur système dans 10 salles différentes sur le campus de Berkeley. L'ordinateur portable produit un ensemble distinctif d'ondes sonores, puis écoute l'écho. Ils ont prélevé 50 échantillons à chaque endroit, qui comprenaient des bruits de fond tels que des bruits de pas, des conversations, des bruits de chauffage et de ventilation. Ils ont ensuite traité ces données pour trouver l'empreinte d'écho unique pour chaque pièce.
Les résultats sont intéressants. Ils disent qu'ils peuvent identifier des pièces individuelles avec une précision de 97,8%. Ils appellent leur nouveau système SoundLoc.
Cela ouvre un certain nombre d'applications potentiellement importantes. Jia and co s'intéressent particulièrement à l'utilisation de la technique pour réduire la consommation d'énergie dans les bâtiments. Environ 40 % de la consommation d'énergie aux États-Unis provient de bâtiments commerciaux et résidentiels. Si ces bâtiments sont vides, cela représente un gaspillage important.
Le problème, bien sûr, est de déterminer quand certaines pièces ne sont pas utilisées et d'éteindre les lumières, le chauffage, etc. en conséquence.
Il n'est pas difficile d'imaginer comment SoundLoc peut aider si la signature sonore d'une pièce peut être utilisée pour déterminer si quelqu'un s'y trouve, même si ce n'est pas quelque chose que l'équipe a testé jusqu'à présent. Cela soulève la possibilité de bâtiments remplis d'ordinateurs qui gazouillent constamment et écoutent les résultats pour déterminer s'il y a quelqu'un dans les parages.
De toute évidence, il y a des défis importants à relever pour faire fonctionner un système comme celui-ci. Mais la première étape est l'identification de la pièce qui, selon ces gars, est une possibilité raisonnable.
Réf : arxiv.org/abs/1407.4409 : SoundLoc : Méthode acoustique pour la localisation en intérieur sans infrastructure