有了揚聲器和四個麥克風無人機可以像蝙蝠一樣回聲定位

2023-04-01 06:42:46 1

，就像蝙蝠使用回聲定位來定位它們的周圍環境一樣，數學家們已經發現，這也可以通過代數和幾何原理在無人駕駛飛行器上使用麥克風和揚聲器來實現。慕尼黑工業大學數學系的算法代數教授鮑汀和格雷格·肯珀(Gregor Kemper)致力於利用無人駕駛飛行器上的麥克風接收到的回聲來重建房間的形狀。

當麥克風聽到回聲時，將記錄聲音產生的時間和聽到聲音的時間之間的時間差這個時間差代表聲音在牆壁上跳動後傳播的距離。他們面臨的挑戰是確定哪一段距離對應哪一堵牆，這一過程被稱為回聲排序。回聲的精確分類可以確保所有的聽覺牆都存在。這樣，算法就不會產生「鬼」牆。這項研究與工程中的兩個互補問題直接相關:定位(確定環境中的位置)和製圖(確定環境的形狀)鮑汀和肯珀的研究證明，一個房間可以由四個非平面排列的麥克風和只發出一個信號的揚聲器來重建。他們的工作發表在暹羅應用代數和幾何雜誌上

事實上，這項回聲定位研究可以應用於許多方面。這種設備可以由人攜帶，固定在汽車上，甚至可以在水下使用。許多工程應用需要大量的數學知識，有時你需要在抽象的數學領域使用工具，即交換代數的方法。它被認為是數學中非常抽象的一部分，但它適用於非常實際的工程問題。這表明應用數學和抽象數學之間的界限是多麼模糊，而工程學確實是一門多學科的學科。