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Los sensores inerciales aumentan el rendimiento del GPS de los teléfonos inteligentes
Si alguna vez usó un teléfono inteligente para navegar, sabrá que uno de los mayores problemas es quedarse sin energía. Los sensores GPS consumen una gran cantidad de batería y, por lo tanto, cualquier viaje de gran longitud requiere algún tipo de fuente de alimentación externa. A eso se suma la dificultad de obtener una señal de GPS en ubicaciones del centro de la ciudad, donde los edificios de oficinas, puentes y túneles imponentes conspiran regularmente para bloquear la señal.
Por lo tanto, un truco que reduzca el consumo de energía al tiempo que aumenta la precisión de posicionamiento del dispositivo seguramente sería útil.
Hoy, Cheng Bo del Instituto de Tecnología de Illinois en Chicago y algunos amigos dicen que han desarrollado un programa de este tipo, llamado SmartLoc, y lo han probado extensamente mientras viajaban por la ventosa ciudad.
Dicen que en la ciudad, el GPS tiene una precisión de posicionamiento de unos 40 metros. En comparación, su sistema SmartLoc señala su ubicación dentro de los 20 metros, el 90 por ciento de las veces.
Entonces, ¿cómo han logrado estos muchachos esta mejora? El truco que usan Bo and pals es explotar los sensores de inercia del teléfono inteligente para determinar su posición siempre que el GPS esté fuera de línea.
La forma en que esto funciona es sencilla. Imagínese un teléfono inteligente fijado al parabrisas de un automóvil que circula por la ciudad. Dada una lectura de GPS para empezar, el teléfono inteligente sabe dónde está en su mapa integrado o en línea. Luego usa el sensor de inercia para medir su aceleración, lo que indica un movimiento hacia adelante o un giro hacia la izquierda o hacia la derecha, etc.
Por sí mismo, este tipo de datos no es muy útil porque es difícil saber qué tan lejos ha viajado el vehículo y si la aceleración fue el resultado de que el automóvil aceleró o pasó por un puente jorobado, por ejemplo.
Para evitar esto, el teléfono inteligente examina la sección de la carretera en el mapa en busca de trazados y características de la carretera que puedan influir en los sensores; cosas como curvas en la carretera, semáforos, puentes jorobados, etc. Cada uno de estos tiene una firma inercial específica que el teléfono puede detectar. De esta manera, puede hacer coincidir las señales inerciales con las características de la carretera en ese punto.
La clave aquí es que cada característica de la carretera tiene una firma única. Bo y sus colegas han descubierto una amplia gama de firmas de inercia, como la desaceleración, la espera y la aceleración asociadas con un conjunto de semáforos, las fuerzas asociadas con los giros (y cómo estas difieren de las fuerzas generadas al cambiar de carril, por ejemplo) y incluso el cambio en la fuerza de gravedad al cruzar un puente.
Una vez recopilados estos datos, el programa SmartLoc busca estas firmas mientras el automóvil está en movimiento. Estos muchachos lo han probado con un teléfono inteligente Galaxy S3 en las calles de la ciudad de Chicago y dicen que funciona bien. Señalan que en el centro de la ciudad, la señal del GPS puede desaparecer para distancias de hasta un kilómetro, lo que dejaría completamente confundido a un sistema de navegación convencional.
Sin embargo, SmartLoc simplemente llena los vacíos usando su base de datos de firmas inerciales y un mapa del área. Nuestras evaluaciones exhaustivas muestran que SmartLoc mejora la precisión de localización a menos de 20 m para más del 90% de las carreteras en el centro de Chicago, en comparación con ≥ 50% con datos GPS sin procesar, dicen.
Eso ciertamente parece útil. Y este tipo de rendimiento también podría ayudar a ahorrar energía de la batería al permitir que un teléfono inteligente apague periódicamente el sensor de GPS y funcione solo con el sensor de inercia.
Lo que Bo y compañía no hacen es explicar sus planes para su nuevo sistema. Una idea obvia sería lanzarla como una aplicación; claramente, ya funciona en la plataforma Android. Otra idea sería vender la tecnología a una empresa cartográfica existente. Quizás estén planeando ambos. Cualquiera que sea el objetivo, parece que vale la pena vigilarlo.
Ref: arxiv.org/abs/1310.8187 : SmartLoc: Detección silenciosa de puntos de referencia para la localización metropolitana basada en teléfonos inteligentes