Потряси и синхронизируй

Синхронизация часов — это одна из основных проблем для согласованной работы радиоуправляемых распределенных сетей из каких-либо датчиков или интеллектуальных устройств, например видеокамер. В самых сложных задачах требуемая точность синхронизация может составлять доли миллисекунд, а то и меньше. Современные смартфоны вполне могут стать элементами разных сетей, так как способны обеспечить и большую точность, однако у них отсутствует интерфейс для взаимной синхронизации времени. Это очень неудобно там, где недоступен Интернет или синхронизирующий сигнал GPS.

Четверо ученых из Сколковского института науки и технологий и Санкт-Петербургского государственного университета во главе с доцентом Сколтеха Гонзало Ферреро придумали метод и разработали программный алгоритм синхронизации часов смартфонов при помощи MEMS-гироскопов. Без них не обходится ни один современный смартфон. Для синхронизации нескольких смартфонов, управляемых операционной системой Android, надо сложить их в плотную стопку, взять в руку и немного покрутить. Все остальное сделает мобильное приложение под названием twist-n-sync, выложенное разработчиками в открытый доступ по адресу https://github.com/MobileRoboticsSkoltech/twist-n-sync. Теперь, где бы смартфоны ни находились, из них можно организовать локальную сенсорную сеть.

В качестве примера разработчики одновременно снимали движущийся объект на два смартфона. Алгоритм выдал не только точность в несколько микросекунд, но и более высокую производительность в сравнении с другими программами. «Такой точности вполне достаточно, чтобы при помощи нескольких смартфонов делать панорамные фотографии, например, с футбольного или хоккейного матча. Хоккейная шайба развивает скорость до 160 км/час, за одну миллисекунду преодолевая расстояние приблизительно в 4,4 см, а за 20 микросекунд — 0,9 мм. Это меньше, чем поле зрения одного пикселя профессиональной фотокамеры, то есть такой микросекундной точности более чем достаточно», — говорит один из авторов, Марсель Файзуллин.

Разработчики планируют адаптировать свой метод к системам, в которые входят не только смартфоны, но и другие датчики, где есть такие гироскопы: лидары, камеры глубины и им подобные. Эта задача посложнее, поскольку требует согласования устройств с принципиально разным программным и аппаратным обеспечением.

(Sensors, 2021, 21, 68)