为了让计算机程序跟踪其用户,研究人员必须开发一个能够定位人员和设备的系统。AT&T 研究人员提出了超声波定位系统 。这个定位跟踪系统有三个基本部分:
蝙蝠 ——用户佩戴的小型超声波发射器接收器 ——嵌入在天花板中的超声波信号探测器中央控制器 ——协调蝙蝠和接收器链
系统内的用户将佩戴一个蝙蝠 ,这是一种小型设备,可向天花板上的接收器传输一个 48 位代码。蝙蝠还内置了一个发射器,允许它通过双向 433 MHz 无线电链路与中央控制器通信。
蝙蝠长 3 英寸(7.5 厘米),宽 1.4 英寸(3.5 厘米),厚 0.6 英寸(1.5 厘米),大约相当于寻呼机的大小。这些小型设备由一块 3.6 伏锂-亚硫酰氯电池 供电,电池寿命为六个月。这些设备还包含两个按钮、两个发光二极管 (LED)和一个压电 扬声器,使其可以用作无处不在的输入和输出设备,以及一个电压监测器来检查电池状态。
蝙蝠将发射一个超声波信号,该信号将被位于天花板上大约相隔 4 英尺(1.2 米)的正方形网格中的接收器检测到。在 AT&T 剑桥实验室的 10,000 平方英尺(929 平方米)的建筑中,大约有 720 个这样的接收器。物体的位置通过三边测量法 (一种测量物体相对于三个参考点距离的位置查找技术)找到。
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三边测量法通过测量用户佩戴的蝙蝠到天花板上三个传感器的距离来工作。研究人员可以将用户的位置精确到 1.18 英寸(3 厘米)以内。
图片由 AT&T 剑桥实验室提供
如果需要定位蝙蝠,中央控制器通过无线电链路将蝙蝠的 ID 发送给蝙蝠。蝙蝠会检测到它的 ID 并发出超声波脉冲。中央控制器测量该脉冲到达接收器所需的时间。由于声音在空气中的传播速度是已知的,通过测量超声波脉冲到达其他三个传感器的速度来计算蝙蝠的位置。该系统在剑桥大楼内提供 1.18 英寸(3 厘米)的定位精度。
通过找到两个或更多蝙蝠的位置,系统可以确定蝙蝠的方位。中央控制器还可以通过分析检测到超声波信号的接收器模式和信号强度来确定人面朝哪个方向。