1. No GPS required: our app can now locate underground trains (blog.transitapp.com)
无需GPS:我们的应用现已能定位地下列车
在地铁、城轨或地铁的蜿蜒隧道中,通常缺乏可靠的蜂窝网络、WiFi或GPS信号。这意味着在地下时,你无法有效追踪站点和预计到达时间。
我们没有巨额资金研发穿透地面的GPS卫星,但通过四位工程师的努力,现在我们可以通过手机的振动特征来预测你在地铁隧道中的位置。
工作原理简述:
- 在应用中启动GO行程。
- 应用将在地图上显示预测位置、站点倒计时并更新预计到达时间,无需GPS坐标。
技术实现步骤:
第一步:基本运动分类 进入无GPS信号的隧道后,首先需确定手机是否在移动列车上。通过分析手机加速度计数据,发现移动中列车的振动频率约为5Hz,而步行时约为2Hz。但需区分随机噪声和谐波频率,因此需要机器学习模型进行分类。
第二步:收集真实数据 工程师在多个城市收集数百次行程的振动数据,并手动标注每一步状态(如开始步行、下楼梯、等待、列车移动/停止等)。他们重点在纽约地铁系统收集数据,覆盖所有线路,以构建通用模型。
第三步:训练运动分类器 使用收集的数据训练机器学习模型,以区分“移动中的列车”与其他状态(如停止、步行、扶梯等。模型通过比对预测结果与人工标注,不断优化,最终能准确判断手机是否在移动列车上。
第四步:位置预测 训练名为“The Mixer”的模型,综合以下因素预测用户位置:
- 运动状态分类结果
- 用户最后已知位置
- 位置更新的时间远近
- 列车时刻表
该模型能正确预测位置的概率达90%。当列车在地面时,可利用GPS或蓝牙/WiFi信号校准地下位置预测。
优势:
- 离线工作:所有模型已压缩为小文件,完全在手机端运行,无需向服务器发送数据。
- 隐私保护:不追踪、不使用Cookie,振动数据完全私有。
- 实用性强:初始测试中已帮助识别约40万次行程中的150万个地下站点。GO导航功能已在全球600多个城市用于地上导航,现在地下乘客也能在信号不佳区域依赖它。
使用方式: 在地下列车上打开Transit应用,启动GO行程,即可查看站点倒计时和实时位置预测。