مکان‌یابی زیر سقف

تلفن‌های همراه امروزه بیشتر از هر زمان دیگری هوشمند هستند.آنقدر که براحتی می‌توانند در یک مرکز تجاری بزرگ به شما بگویند به کدام مغازه رفته و در آنجا چه چیزی را بخرید. اگرچه تکنولوژی ناوبری و مکان‌یابی در مکان‌های مسقف با استفاده از موبایل هنوز همچون طفل نوپایی در مراحل اولیه رشد خود است، اما هر لحظه و بزودی شاهد ورود این تکنولوژی به بازار خواهیم بود.

کد خبر: ۵۲۷۷۳۸

امروزه مردم به طور گسترده‌ای برای دستیابی به اطلاعات مکانی، وابسته به سیستم موقعیت‌یابی جهانی یا همان جی‌پی‌اس هستند.

باوجود عملکرد بسیار مطلوب جی‌پی‌اس در محیط‌های باز، این سیستم در فضاهای سرپوشیده یا مکان‌های بسیار محصور شهری مانند خیابان‌هایی که در محاصره ساختمان‌های بسیار بلند، برج‌های طبقاتی و آسمانخراش‌ها قرار گرفته‌اند، عملکرد مطلوبی ندارد.

جی‌پی‌اس برای برقراری ارتباط با ماهواره‌ها نیاز به میدان دید واضح و بدون مانع دارد، چراکه وجود موانعی مانند سقف، دیوار و دیگر اشیا باعث تضعیف سیگنال آن می‌شود.

بعلاوه دقت جی‌پی‌اس در جهت عمودی، یک‌سوم دقت آن در جهت افقی است بنابراین برای مشخص‌کردن موقعیت یک فرد یا شیء در داخل طبقات یک آسمانخراش عملا این سیستم کارایی لازم را ندارد.

به منظور موقعیت‌یابی در مکان‌های پوشیده و مسقف، ارائه‌کنندگان چنین خدماتی از جمله سازندگان موبایل بیشتر از ترکیب جی‌پی‌اس و شبکه‌های بی‌سیم نظیر وای فای، ارتباطات همراه و سیار، باند فوق گسترده (UWB) یا شناسایی از طریق فرکانس رادیویی (RFID) استفاده می‌کنند.

به عنوان مثال، سیستم موقعیت‌یاب وای فای (WPS)، هم سیگنال‌های جی‌پی‌اس و هم سیگنال‌های وای فای را جمع‌آوری کرده و کمپانی‌های بزرگی مانند گوگل و اَپل از این تکنولوژی برای ارائه سرویس‌های اطلاعاتی مرتبط با موقعیت و مکان استفاده می‌کنند.

پروفسور دونگ سو هان از دپارتمان علوم کامپیوتر انستیتو KAIST می‌گوید: استفاده از تکنولوژی WPS تا حدودی مفید است، اما کافی نیست؛ زیرا این فناوری برای برچسب زدن به اطلاعات وای فای که از طریق تلفن‌های همراه جمع‌آوری می‌شود، نیازمند سیگنال‌های جی‌پی‌اس است. با وجود این، اگر شما در محیطی مملو از سیگنال‌های وای فای احاطه شده باشید این سیگنال‌ها بی‌فایده است مگر آن‌که آنها را با سیگنال‌های جی‌پی‌اس ترکیب کنید.

به منظور غلبه بر این مشکل، هان یک تیم تحقیقاتی تشکیل داد که در نهایت موفق به ایجاد یک نقشه رادیویی شدند که فقط براساس اثر سیگنال‌های وای فای ترسیم شده بود. آنها موفق به ابداع روش جدیدی برای ساخت نقشه رادیویی وای فای شده‌اند که نیازی به سیگنال‌های جی‌پی‌اس ندارد.

الگوی اثر وای فای مجموعه‌ای از سیگنال‌های وای فای دریافت شده توسط یک موبایل و اندازه‌گیری قدرت سیگنال‌های وای فای دریافتی (RSSs) از نقاط در دسترس اطراف دستگاه است.

نقشه رادیویی وای فای، RSSs اکسس پوینت‌های شبکه را در نقاط مختلف یک محدوده جغرافیایی نشان می‌دهد. بنابراین هر یک از الگوهای اثر وای فای روی نقشه رادیویی به اطلاعات محل یا موقعیت دستگاه متصل است.

تیم محققان با استفاده از ماژول‌های تعبیه‌شده در پلتفرم‌ها و برنامه‌های کاربردی موبایل‌ها، هر 30 دقیقه اقدام به جمع‌آوری الگوهای اثر و آنالیزکردن ویژگی‌ها و مشخصات آنها کردند.

در نتیجه بررسی‌ها، محققان دریافتند تلفن‌های همراه لزوما همواره در حال حرکت از نقطه‌ای به نقطه دیگر نیستند یعنی این که آنها در زمان‌های معینی در مکان‌های مشخصی مانند منزل یا محل کار ثابت هستند. محققان با در نظرگرفتن آدرس محل کار و منزل کاربران الگوی اثر را به دو دسته طبقه‌بندی کردند؛ منزل و اداره.

سپس آدرس هر یک از این دو را به کمک برنامه ژئوکدینگ گوگل به مختصات جغرافیایی تبدیل کرده تا بتوانند مکان نقطه اثر را به دست آورند.

نقشه رادیویی وای فای در برگیرنده الگوی اثر و مختصات جغرافیایی بود که به وسیله آن مکان تلفن همراه قابل شناسایی و ردیابی بود.

به منظور ارزیابی این سیستم مکان‌یاب جدید، محققان چهار محل مختلف در کشور کره جنوبی را - که شامل مکان‌های تجاری و مسکونی بود - انتخاب کردند و توانستند در 400 نقطه دسترسی (اکسس پوینت) 7000 نقطه اثر وای فای در هر یک از چهار محل را مشخص کرده و یک نقشه رادیویی برای هر محل ایجاد کنند.

آزمایش‌ها نشان می‌داد دقت مکان‌یابی به این روش بسته به میزان اطلاعات جمع‌آوری شده است و زمانی که میزان اطلاعات جمع‌آوری شده به بیش از 50 درصد برسد متوسط خطای مکان‌یابی به کمتر از 10 متر خواهد رسید.

پروفسور هان می‌گوید: گرچه به نظر می‌رسد قبل از تجاری شدن این تکنولوژی موارد و موانع بسیاری نظیر حفظ حریم خصوصی افراد باید مرتفع شود اما هیچ شکی نیست که در آینده نزدیک ما با تقاضاهای بیشتری در خصوص مکان‌یابی در محیط سرپوشیده مواجه هستیم. این تحقیق، دریچه جدیدی برای کاربردهای بعدی آن نظیر ارائه خدمات اورژانسی و ضروری، یافتن موبایل‌های گمشده، افراد گمشده و بسیاری خدمات دیگر را به روی ما گشوده است.