智能设备上的水下三维定位
网络与互联网体系结构
2023-07-24 v1 信号处理
摘要
为水下活动（如专业水肺潜水）设计的防水移动与可穿戴设备（例如 Garmin Descent 与 Apple Watch Ultra）的出现，为这些设备上的水下组网与定位能力开辟了机遇。在此，我们提出首个面向智能设备的水下声学定位系统。不同于使用已知位置浮标作为锚点的传统系统，我们设计了一种系统，其中潜水领队可在无任何外部基础设施的情况下计算所有其他潜水员的相对位置。我们的直觉是，在一个连接良好的设备网络中，若计算出两两距离，我们便能确定网络拓扑的形状。通过纳入处于领队设备视距内的单个潜水员的方向信息，我们随后可估计所有其余潜水员的位置，即便他们不在视线内。我们解决了多种实际问题，包括检测错误距离估计、处理旋转与翻转歧义，以及设计随设备数量线性扩展的分布式时间戳协议。我们的评估表明，运行在 4–5 台商用智能设备水下部署上的分布式系统可执行两两测距与定位，中位误差分别为 0.5–0.9 m 与 0.9–1.6 m。
引用
@article{arxiv.2307.11263,
title = {Underwater 3D positioning on smart devices},
author = {Tuochao Chen and Justin Chan and Shyamnath Gollakota},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.11263},
year = {2023}
}