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【oe娱乐注册】​科学家们使用智能手机陀螺仪在不同设备之间同步时间

Skoltech的研究人员设计了一种基于软件的算法,用于在智能手机之间同步时间,可以用于需要同时测量的实际任务。这个算法可以从本质上帮助把几个设备变成一个成熟的传感器网络。这篇论文发表在《传感器》杂志上。

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如果你想要一个聪明的说,网络摄像机捕捉数组的动态场景或另一种网络传感器正常工作,您必须解决的基本任务之一是时钟同步:所有设备应该有相同的时间表,经常到毫秒级的更有挑战性的任务。现代智能手机可以很容易地作为连接到网络的多用途传感器使用,但它们缺乏硬件时钟同步的接口,特别是在GPS(也可以用作全球时钟)不可用的环境中。由于所有非原子钟缓慢但不可避免地漂移,它们必须定期重新同步。

“智能手机网络可以像麦克风阵列一样捕捉声波,收集更多有关声音和方向的信息。这对噪音消除技术很有用:噪音消除算法只传递来自特定方向的信号,例如,在办公室或城市噪音中一个人的声音,”Marsel Faizullin博士说,他是Skoltech的博士生和论文的合著者。

麦克风阵列也可以用于所谓的基于声音的三边效应:用户的智能手机产生超声波,然后一组其他智能手机接收这个信号。通过接收信号之间的延迟,可以确定用户的位置。

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“你也可以使用这种技术来实现手机与硬件系统的软同步。一个例子是相机中的闪光灯;有了我们的方法,任何手机都可以成为专业摄影系统的一部分,”Skoltech助理教授贡萨洛·费雷尔补充道。

法祖林、费勒和他们来自Skoltech和圣彼得堡州立大学的同事们开发了一种基于微机电系统(MEMS)陀螺仪的时钟同步方法,这种陀螺仪现在安装在每一部智能手机上。他们能够设计出一种算法,在两部手机同时捕捉照片的实验中,显示出比现有的同步软件更好的性能,达到几微秒的精度。

这种精确度足以用智能手机拍摄足球或曲棍球比赛的全景照片。冰球的速度可达每小时160公里;在1毫秒内,它大约传播4厘米,在20微秒内它是0.9毫米。这比任何专业相机的单像素视野要少得多。这意味着这也足够多相机同步捕捉冰球比赛。毫无疑问,微秒的精度对于任何涉及消费级照片或摄像机的任务都是足够的,”Marsel Faizullin说。

要使用这个算法,你需要一只手拿着智能手机,稍微扭曲一下,然后让软件完成剩下的所有处理和计算,以实现时钟同步——这就是字面上的“扭曲和同步”方法。

在未来的研究中,该团队决定将他们的方法应用到系统中,不仅包括智能手机,还包括其他传感器,如激光雷达、深度相机等。“这项任务更加复杂,因为与几款完全相同的智能手机相比,软件和硬件非常不同。我们正在朝这个方向发展我们的方法,使其更加实用。”

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