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pte20210224005 Forschung/Entwicklung, Technologie/Digitalisierung

Gyroskope synchronisieren Smartphone-Uhren

Smarter Algorithmus erleichtert gleichzeitige Messungen und Aufnahmen mehrerer Geräte


Smartphones: Zum Abgleichen einfach drehen (Foto: Daniel Romero, unsplash.com)
Smartphones: Zum Abgleichen einfach drehen (Foto: Daniel Romero, unsplash.com)

Skolkowo (pte005/24.02.2021/06:10) - Forscher am Skolkovo Institute of Science and Technology (Skoltech) http://skoltech.ru/en haben einen Algorithmus entwickelt, der die Uhren verschiedener Smartphones mithilfe der verbauten Gyroskope auf Mikrosekunden genau synchronisiert. Dadurch können die Geräte mit nahezu perfektem Timing zusammenarbeiten, etwa als Sensornetzwerk oder für eine Panorama-Aufnahme im Fußballstadion, die Bilder mehrerer Smartphones verbindet. Eine Umsetzung als Android-App names "Twist-n-Sync" gibt es quelloffen auf GitHub.

Timing leicht gemacht

Für viele Anwendungen ist gutes Timing wichtig, wenn mehrere Geräte zusammenarbeiten sollen. Um das bei Smartphones zu erleichtern, nutzen die Skoltech-Forscher aus, dass aktuelle Modelle immer Gyroskope als Bewegungssensor enthalten. Ihr Algorithmus setzt im Prinzip darauf, die gleichzeitige, gleiche Bewegung von Smartphones für die Synchronisation der Uhren zu nutzen. Um Twist-n-Sync zu nutzen, braucht ein User, wie der Name schon andeutet, nur die Smartphones in eine Hand zu nehmen und diese dann zu drehen - der Algorithmus übernimmt dann die Berechnungen für die Uhr-Synchronisierung auf einige Mikrosekunden genau.

"Diese Genauigkeit reicht aus, um ein Panoramafoto eines Fußball- oder Eishockeyspiels mit einem Smartphone-Rig zu machen", sagt Skoltech-Doktorand Marsel Faizullin. Denn selbst ein scharf geschossener Puck, der bis zu 160 Stundenkilometer drauf hat, legt in einer Mikrosekunde nur 0,9 Millimeter zurück. "Das ist weniger als das Einzelpixel-Sichtfeld einer Profikamera", so Faizullin. Die Synchronisierung ist also genau genug, um mit mehreren Kameras ein Bild eines Eishockeyspiels zu machen. Wenn Endverbraucher mehrere Geräte für Foto- oder Videoaufnahmen verknüpfen, reicht sie also allemal - so schnell wie ein Puck bewegt sich im Alltag kaum etwas.

Vielseitige Synchronisation

Fotos sind freilich nur ein Anwendungsbeispiel. Möglich ist beispielsweise auch, die Mikrofone mehrerer Smartphones zu nutzen, um Schall samt genauerer Informationen zur Richtung zu sammeln. "Das ist nützlich für Geräuschsunterdrückungs-Techniken", erklärt Faizullin. Denkbar ist zudem, Smartphones auch mit anderer Hardware zu synchronisieren. "Ein Beispiel ist ein Blitz für Kameras; mit unserem Ansatz kann jedes Handy Teil eines professionellen Fotografiesystems werden", meint Gonzalo Ferrer, Leiter des Skoltech Mobile Robotics Lab.

"Twist-n-Sync" auf GitHub: http://github.com/MobileRoboticsSkoltech/twist-n-sync

(Ende)
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