极目新闻记者 柯称通讯员 吴江龙实习生 刘清清(视频由受访者提供)手机导航一进隧道就不准...|武大发布“听声辨位”中国芯,让你在室内也能精准导航

极目新闻采访人员柯称
通讯员吴江龙
实习生刘清清
(视频由受访者提供)
手机导航一进隧道就不准了?在商场地下停车场找不到自己的车了?急着看病却在医院大楼里迷路?这些 , 今后都不是问题——武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室主任陈锐志教授 , 带领团队历时5年研发的音频室内定位技术正式投入商用 , 发布了全球首款基于RISC-V高精度音频室内定位芯片 。 在日前结束的第七届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛全国总决赛中 , 武汉大学师生团队正是凭借这一成果 , 斩获高教主赛道金奖 。
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陈锐志教授发布KelperA100芯片
让手机帮你“听声辨位”
随着北斗导航系统投用 , 我国的室外导航技术愈发成熟 , 但卫星导航存在室内空间不可用不可达、室内定位精度低的“先天缺陷” 。 陈锐志团队承接的国家“十三五”重点研发计划项目 , 瞄准这一难题 , 以期达到室内外高精度导航无缝衔接的目标 。 陈锐志提出的解决方案是音频室内定位 。
音频怎样定位?陈锐志举了一个通俗易懂的例子:在自然界 , 雷声与闪电同步发生 , 但是人们听到雷声与看到闪电存在时间差 , 利用该现象就能判断雷电的远近 。
在陈锐志团队自主研发的音频定位成套方案中 , 需要给室内空间的多个点位安装上基站(发射器) , 基站不断发射电信号和声波 , 由于电信号像闪电一样“跑得快” , 声波像雷声一样“跑得慢” , 手机接收两种信号后就能分析出距离某个基站的距离 , 再根据多个不同基站的距离就能给自己准确定位 , 普通手机定位精度最高能达到0.42米 。
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高精度音频室内定位优势
“现在人人都有手机 , 所以我们的方案首先针对手机来研发 。 ”陈锐志介绍 , 该方案可以让普通用户不用额外投资 , 就能享受便利 , “不仅是手机 , 还有智能手表、智能家居等 , 只要是有麦克风的设备 , 不用任何改装 , 就能听到我们的‘广播’ , 确定你目前的位置 。 ”
那么 , 一直“广播”不会扰民吗?陈锐志笑着说 , 基站发送的音频波段手机可以听到 , 但人耳听不到 , 人们不会感觉到它的存在 。
五年研发突破卡脖子难题
经过专家解释后 , 音频室内定位原理听起来很简单 。 可实际实现起来非常困难 。
极目新闻记者 柯称通讯员 吴江龙实习生 刘清清(视频由受访者提供)手机导航一进隧道就不准...|武大发布“听声辨位”中国芯,让你在室内也能精准导航】“基本上每推进一步都很难 。 ”陈锐志教授回国任教后带的首届研究生郭光毅说 。 郭光毅五年来跟随陈锐志参与了该项目的研究全过程 , 目前在实验室做博士后工作 。
郭光毅举例说 , 第一个大难题就是要寻找合适的音频波段 , 既不扰民 , 又不受别的声音信号干扰 , 还能广泛覆盖 。 当时测算 , 可用的资源仅有6K 。 为寻找合适的环境友好型频段 , 团队用了近1年的时间 , 最终将频段确定为16kHz-23kHz 。 “我们就像是手握一把米 , 还要做出丰盛的饭菜 , 让大家能吃、够吃 。 ”陈锐志这样形容攻克窄带漫游技术难关 。
另一个难题 , 团队成员也是经历了好几个月才攻克——声音在环境中会被玻璃、墙壁等障碍物反射 , 怎样智能识别反射信号与直达信号是决定定位精度的关键 。
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