使用外部源跟踪功能在3D空间中跟踪智能手机。

Question

不确定此问题是否适合此网站，但不管怎样...

几个月后，我将开始我的大学论文，我有一些想法，其中一些是围绕着在3D空间中跟踪智能手机的位置，我想知道是否有任何方法可以做到这一点。

我相信光靠手机和它的陀螺仪和加速度计是不可能做到这一点的，尽管我觉得这可能是可能的。我期望最好的情况将是使用1-3覆盆子Pi，并希望应用一些东西，使他们能够跟踪手机在3D空间。

理想情况下，我希望能获得手机移动的精确读数，即使是通过电视屏幕或甚至是墙壁这样的物体，但只需将手机在太空中的位置作为一个空白点。我不确定智能手机是否会发出任何信号，或者外部1-3覆盆子Pis可以发出的信号，可以用来精确定位它的位置，但我觉得这是可能的。

Answer 1

你的问题是关于“使用外部来源进行跟踪”，但你后来提到了它的内部传感器，就像你可以访问它们一样。您还可以引用它可能发出的信号，您可以测量和跟踪该信号。

在3D空间中跟踪需要一个参考点(一个已知位置)，然后是指示相对于该点的对象位置的坐标(大多数人称之为“三角测量”)。蜂窝发射塔有足够的数据来三角定位位置，这是基于它们不断收集手机的蜂窝无线电信号，以及几个已知位置收集数据的能力。那么，这是可能的吗？当然，他们一直都在这么做。查看“手机发射塔交接”或“交接”了解更多信息。但是，在大多数情况下，您无法访问所有这些数据和几个已知位置来做出适当的决定。此外，他们通常不需要非常精细的位置数据(不到一米)，所以它不一定对你有帮助。也许是一篇好的论文。

由该设备产生的大多数其他信号(例如蓝牙、wifi)使用更短的波长(更高的频率)，并且受到墙等物体造成的更多干扰，以便用于精确的三角测量目的。然而，这看起来可能是一篇很好的论文，因为这是你感兴趣的事情。它需要大量的信号处理，甚至可能是不可能的。在这里进一步阅读：

http://www.networkworld.com/article/2170751/tech-primers/location-based-wi-fi-services-can-add-immediate-value-to-wi-fi-deployments.html

http://en.wikipedia.org/wiki/Radio_spectrum

所以，如果我们假设能接触到传感器，那就有帮助了。但是，您仍然需要“已知位置”，因为传感器数据容易出错。随着设备的移动并报告它是如何移动的信息，小错误变成了大错误。想象一下，在房间和城市之间发射一束激光。同样，对于一篇论文来说，这是一个不错的概念，在这篇论文中，你可能会花费时间和精力收集各种传感器数据，以减少误差对位置计算的影响。

编辑

信号定时是雷达，设备可能足够精确，但也许你可以找到一种方法。信号强度是当前使用的信号强度。大致是这样的-A站在"X“处测量设备信号。B站在“X的1/8”处测量相同的信号。因为信号强度通常是一个立方根函数，所以您可以假设站点B离信号的距离是站点A的两倍。如果添加另一个站点，则可以对位置进行三角测量-如果它是一个完美的世界。然而，当他们站在B站旁边时，手机可能在他们的口袋里，你怎么知道？你需要几个车站。此外，如果手机靠近将其信号反射回A站的表面，如果反射恰到好处，它可能会“看起来”更近。

我们甚至没有涵盖像站点校准这样的事情(我们如何知道信号在B处相对于A的强度是"1/8“？)，确定每个站点的实际位置，进行实时信号处理和其他类型的干扰。

我不做这种工作。我很久以前做过一些信号处理，所以这只是我觉得有趣的高级内容。你也应该看看这个(如果你不知道的话)：

http://en.wikipedia.org/wiki/IBeacon

Answer 2

这个问题很有趣。我可能只是缩小了Jim建议的选项范围，但是Android确实有一个WiFi管理器类。http://developer.android.com/reference/android/net/wifi/WifiManager.html，它似乎有计算和比较信号强度的方法。我会说，在已知位置有足够数量的廉价wifi路由器/接入点，如果算术的话，这将是非常可行的，更不用说有趣了。这看起来似乎太简单了，但如果你必须对每个接入点的强度等进行某种校准，它可能会成为一篇很好的论文。