He estado considerando la triangulación de límites para aplicaciones similares. Escribí mi tesis de maestría en formación de haz , que es un método utilizado para determinar la dirección con una serie fija de sensores. Estaba trabajando en la búsqueda de direcciones para sonidos continuos, como motores de automóviles, pero probablemente no sea necesario en este caso. La formación de haces funciona bastante bien con las señales de impulso, simplemente midiendo la diferencia en el tiempo de llegada a diferentes sensores en el nodo. Conociendo la configuración espacial de los sensores, se puede calcular la dirección de origen. Asegúrese de que todos sus sensores para un nodo determinado no estén en un solo plano, e incluso puede obtener una dirección de fuente tridimensional. Si tiene varios nodos sensores separados en ubicaciones conocidas, la triangulación de la ubicación de origen es trivial. El sistema funciona muy, muy bien para determinar la ubicación de los francotiradores. Entonces, si su hijo está disparando un rifle de francotirador en un campo preestablecido de sensores, ¡el problema está resuelto! Aunque no garantizo los otros problemas que podrían crear.
El límite es que cualquier nodo individual solo puede calcular la dirección de la fuente, en relación con su punto de origen. Sin embargo, como cada nodo tiene varios sensores, los cálculos podrían realizarse repetidamente, utilizando cada sensor en el nodo como punto de origen. Cuatro sensores, cuatro direcciones. En un mundo perfecto, eso es más que suficiente información para triangular una ubicación en tres espacios. Conecte un dispositivo a su hijo que emita una señal de impulso única de vez en cuando, diseñe un nodo sensor apropiado y debería estar en casa.
Pero luego te metes en las partes divertidas. ¿Qué tipo de señales? ¿Cómo se ve el nodo sensor? Si está utilizando radiación EM como su señal, debe tener una sincronización muy precisa de la llegada de la señal, un espacio muy amplio de sensores, o ambos. Ya que quieres portátil, probablemente no sea práctico; ¡La diferencia en el tiempo de llegada sería menos de medio nanosegundo! Yo consideraría el sonido. Mucho más fácil para el tiempo de llegada de esa manera. Haga que el niño lleve un dispositivo que ocasionalmente emita un pulso ultrasónico, digamos un pulso de 10 uS 100 kHz cada segundo. Lo suficientemente alto como para que ningún humano y la mayoría de los animales no puedan oírlo. Lleva una gran variedad de micrófonos con filtros de paso alto en ellos, conectados a un microprocesador o FPGA apropiado para ejecutar los cálculos de formación de haces y triangulación.
Ahora, todo esto funciona en teoría. En la práctica, las variaciones locales en la velocidad del sonido, las tasas de muestreo, etc. introducirán errores. Cuánto error, no me he sentado a calcular. Sin embargo, sospecho que está empujando los límites de qué tan bien puede funcionar este tipo de cosas. Sin embargo, sería muy barato, probablemente sin patentes, y evitaría cualquier problema con la licencia del espectro EM.
No estoy seguro de si hay licencias de espectro de audio ...
