Eu estive considerando a triangulação de limites para aplicações semelhantes. Escrevi minha tese de mestrado sobre formação de feixe , que é um método usado para determinar a direção com um conjunto fixo de sensores. Eu estava trabalhando na busca de direção para sons contínuos, como motores de carros, mas provavelmente não é necessário neste caso. A formação de feixe funciona muito bem com sinais de impulso, simplesmente medindo a diferença no tempo de chegada em diferentes sensores no nó. Conhecendo a configuração espacial dos sensores, a direção de origem pode ser calculada. Certifique-se de que todos os seus sensores para um determinado nó não estejam em um único plano e que você possa obter uma direção de fonte 3D. Se você tiver vários nós de sensores separados em locais conhecidos, a triangulação do local de origem é trivial. oO sistema funciona muito, muito bem para determinar a localização dos franco-atiradores. Portanto, se seu filho estiver disparando um rifle sniper em um campo pré-organizado de sensores, o problema foi resolvido! Embora eu não garanta outros problemas que possam criar.
O limite é que qualquer nó único pode calcular apenas a direção da fonte, em relação ao seu ponto de origem. No entanto, como cada nó possui vários sensores, os cálculos podem ser realizados repetidamente, usando cada sensor no nó como ponto de origem. Quatro sensores, quatro direções. Em um mundo perfeito, essas informações são mais que suficientes para triangular um local em três espaços. Conecte um dispositivo ao seu filho que emita um sinal de impulso exclusivo de vez em quando, crie um nó sensor apropriado e você deverá ficar em casa.
Mas então você entra nas partes divertidas. Que tipos de sinais? Como é o nó do sensor? Se você estiver usando radiação EM como seu sinal, precisará ter um tempo muito preciso para a chegada do sinal ou um espaçamento muito amplo de sensores, ou ambos. Como você deseja portáteis, isso provavelmente não é prático; diferença na hora de chegada seria inferior a meio nanossegundo! Eu consideraria o som. Muito mais fácil cronometrar os horários de chegada dessa maneira. Peça à criança que carregue um dispositivo que ocasionalmente emita um pulso ultrassônico, digamos um pulso de 10 uS 100 kHz por segundo. Alto o suficiente para nenhum ser humano e a maioria dos animais não será capaz de ouvi-lo. Você carrega uma matriz de microfones com filtros highpass, conectados a um microprocessador ou FPGA apropriado para executar os cálculos de formação de feixe e triangulação.
Agora, tudo isso funciona em teoria. Na prática, variações locais na velocidade do som, taxas de amostragem, etc. irão introduzir erros. Quanto erro, não me sentei para calcular. Suspeito, no entanto, que esteja empurrando os limites de quão bem esse tipo de coisa pode funcionar. Seria, no entanto, muito barato, provavelmente sem patentes e evitaria problemas com o licenciamento de espectro EM.
Não tenho certeza se há licenciamento de espectro de áudio ...
