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GPS和基站定位技術基本滿足了用戶在室外場景中對位置服務的需求。然而,人的一生當中有80%的時間是在室內(nei) 度過的,個(ge) 人用戶、服務機器人、新型物聯網設備等大量的定位需求也發生在室內(nei) ;而室內(nei) 場景受到建築物的遮擋,GNSS信號快速衰減,甚至*拒止,無法滿足室內(nei) 場景中導航定位的需要。近年來,位置服務的相關(guan) 技術和產(chan) 業(ye) 正從(cong) 室外向室內(nei) 發展,以提供*的基於(yu) 位置的服務,其主要推動力是室內(nei) 位置服務所能帶來的巨大的應用和商業(ye) 潛能......
早在15世紀,當人類開始探索海洋的時候,定位技術也隨之催生。當時的定位方法十分粗糙,就是是運用航海圖和星象圖以確定自己的位置。
隨著社會(hui) 的進步和科技的發展,定位技術在技術手段、定位精度、可用性等方麵均取得質的飛越,並且逐步從(cong) 航海、航天、航空、測繪、軍(jun) 事、自然災害預防等“高大上”的領域逐步滲透社會(hui) 生活的方方麵麵,成為(wei) 人們(men) 日常中*的重要應用——比如人員搜尋、位置查找、交通管理、車輛導航與(yu) 路線規劃等等……
總體(ti) 來說,定位可以按照使用場景的不同劃分為(wei) 室內(nei) 定位和室外定位兩(liang) 大類,因為(wei) 場景不同,需求也就不同,所以分別采用的定位技術也不盡相同。
成熟的室外定位技術
目前應用於(yu) 室外定位的主流技術主要有衛星定位和基站定位兩(liang) 種。
1.衛星定位
衛星定位即是通過接收衛星提供的經緯度坐標信號來進行定位,衛星定位係統主要有:美國定位係(GPS)、俄羅斯格洛納斯(GLONASS)、歐洲伽利略(GALILEO)係統、中國北鬥衛星導航係統,其中GPS係統是現階段應用為(wei) 廣泛、技術為(wei) 成熟的衛星定位技術。
GPS衛星定位係統由三部分組成:空間部分、地麵控製部分、用戶設備部分。
空間部分是由24 顆工作衛星組成,它們(men) 均勻分布在6 個(ge) 軌道麵上(每個(ge) 軌道麵4 顆),衛星的分布使得在任何地方、任何時間都可觀測到4 顆以上的衛星,並能保持良好定位解算精度的幾何圖象;
控製部分主要由監測站、主控站、備用主控站、信息注入站構成,主要負責GPS衛星陣的管理控製;
用戶設備部分主要是GPS接收機,主要功能是接收GPS衛星發射的信號,獲得定位信息和觀測量,經數據處理實現定位。
GPS的定位原理說白了就是通過四顆已知位置的衛星來確定GPS接收器的位置。
要達到這一目的,衛星的位置可以根據星載時鍾所記錄的時間在衛星星曆中查出。而用戶到衛星的距離則通過紀錄衛星信號傳(chuan) 播到用戶所經曆的時間,再將其乘以光速得到(由於(yu) 大氣層電離層的幹擾,這一距離並不是用戶與(yu) 衛星之間的真實距離,而是偽(wei) 距)。
當GPS衛星正常工作時,會(hui) 不斷地用1和0二進製碼元組成的偽(wei) 隨機碼(簡稱偽(wei) 碼)發射導航電文。導航電文包括衛星星曆、工作狀況、時鍾改正、電離層時延修正、大氣折射修正等信息。然而,由於(yu) 用戶接受機使用的時鍾與(yu) 衛星星載時鍾不可能總是同步,所以除了用戶的三維坐標x、y、z外,還要引進一個(ge) 變量 t 即衛星與(yu) 接收機之間的時間差作為(wei) 未知數,然後用4個(ge) 方程將這4個(ge) 未知數解出來。所以如果想知道接收機所處的位置,至少要能接收到4個(ge) 衛星的信號。如下圖所示:
圖:GPS定位原理
衛星定位雖然精度高、覆蓋廣,但其成本昂貴、功耗大,並不適合於(yu) 所有用戶。
2.基站定位
基站定位一般應用於(yu) 手機用戶,手機基站定位服務又叫做移動位置服務(LBS,Location Based Service),它是通過電信移動運營商的網絡(如GSM網)獲取移動終端用戶的位置信息。
手機等移動設備在插入sim卡開機以後,會(hui) 主動搜索周圍的基站信息,與(yu) 基站建立聯係,而且在可以搜索到信號的區域,手機能搜索到的基站不止一個(ge) ,隻不過遠近程度不同,再進行通信時會(hui) 選取距離近、信號的基站作為(wei) 通信基站。其餘(yu) 的基站並不是沒有用處了,當你的位置發生移動時,不同基站的信號強度會(hui) 發生變化,如果基站A的信號不如基站B了,手機為(wei) 了防止突然間中斷鏈接,會(hui) 先和基站B進行通信,協調好通信方式之後就會(hui) 從(cong) A切換到B。這也就是為(wei) 什麽(me) 同樣是待機一天,你在火車上比在家裏耗電要多的原因,手機需要不停的搜索、連接基站。
基站定位的原理也很簡單:我們(men) 知道,距離基站越遠,信號越差,根據手機收到的信號強度可以大致估計距離基站的遠近,當手機同時搜索到至少三個(ge) 基站的信號時(現在的網絡覆蓋這是很輕鬆的一件事情),大致可以估計出距離基站的遠近;基站在移動網絡中是確定的,其地理位置也是的,也就可以得到三個(ge) 基站(三個(ge) 點)距離手機的距離,根據三點定位原理,隻需要以基站為(wei) 圓心,距離為(wei) 半徑多次畫圓即可,這些圓的交點就是手機的位置。
圖:基站“三點定位”原理
由於(yu) 基站定位時,信號很容易受到幹擾,所以先天就決(jue) 定了它定位的不準確性,精度大約在150米左右,基本無法開車導航。定位條件是必須在有基站信號的位置,手機處於(yu) sim卡注冊(ce) 狀態(飛行模式下開wifi和拔出sim卡都不行),而且必須收到3個(ge) 基站的信號,無論是否在室內(nei) 。但是,定位速度超快,一旦有信號就可以定位,目前主要用途是沒有GPS且沒有wifi的情況下快速大體(ti) 了解下你的位置。
表:兩(liang) 種室外定位技術的對比
定位技術 | GPS定位 | LBS定位 |
原理 | 衛星定位 | 基站定位 |
精度 | 精度高(5-10m) | 精度較低(市區20-200m;郊區1000-2000m) |
耗電量 | 很大,需要手機為GPS模塊提供高壓供電 | 基站采集數據即可,不消耗手機電量 |
優點 | 室外定位精度高; 覆蓋廣 | 定位速度超快; 不受天氣、高樓、位置等等的影響; 功耗低 |
缺點 | 1.GPS係統的天線必須在室外並且能看到大麵積天空,否則無法定位,受天氣和位置影響很大; 2.比較耗電; 3.成本較高 | 1.定位條件是必須在有基站信號的位置,手機處於sim卡注冊狀態),且必須收到3個基站的信號; 2.定位精度低 |
定位技術從(cong) 室外走向室內(nei)
GPS和基站定位技術基本滿足了用戶在室外場景中對位置服務的需求。然而,人的一生當中有80%的時間是在室內(nei) 度過的,個(ge) 人用戶、服務機器人、新型物聯網設備等大量的定位需求也發生在室內(nei) ;而室內(nei) 場景受到建築物的遮擋,GNSS信號快速衰減,甚至*拒止,無法滿足室內(nei) 場景中導航定位的需要。
近年來,位置服務的相關(guan) 技術和產(chan) 業(ye) 正從(cong) 室外向室內(nei) 發展,以提供*的基於(yu) 位置的服務,其主要推動力是室內(nei) 位置服務所能帶來的巨大的應用和商業(ye) 潛能。許多公司包括OS提供商、服務提供商,設備和芯片提供商都在競爭(zheng) 這個(ge) 市場。
1.室內(nei) 定位應用
室內(nei) 定位即通過技術手段獲知人們(men) 在室內(nei) 所處的實時位置或者行動軌跡。基於(yu) 這些信息能夠實現多種應用。
大型商場中的商戶能夠通過室內(nei) 定位技術獲知哪些地方人流量大,客人們(men) 通常會(hui) 選擇哪些行動路線等,從(cong) 而更科學地布置櫃台或者選擇舉(ju) 辦*活動的地點。
客人也可以利用室內(nei) 定位技術更方便地找到所需購買(mai) 物品的擺放區域,並獲得前往該處的路線。
家長不用再擔心孩子在商場中走失,通過室內(nei) 定位技術可以實時定位孩子的位置。
公司的管理者則可以運用室內(nei) 定位技術實時獲知室內(nei) 的人員狀況,從(cong) 而更好地優(you) 化空調的使用等,達到節能減排的目的,還能夠有效提高安全保衛的水平。
通過部署室內(nei) 定位技術,電信運營商能夠更好地找到室內(nei) 覆蓋的“盲點”和“熱點”區域,更好地在室內(nei) 為(wei) 用戶提供通信服務。
......
2.室內(nei) 定位麵臨(lin) 的挑戰
和室外定位相比,室內(nei) 定位麵臨(lin) 很多*的挑戰, 比如說室內(nei) 的環境動態性很強,可以說是多種多樣,不同的大廈會(hui) 有不同的室內(nei) 布局;室內(nei) 的環境更加精細,由此也需要更高的精度來分辨不同的特征。
那麽(me) 實用的室內(nei) 定位解決(jue) 方案都需要滿足那些要求呢?主要包括以下幾個(ge) 方麵:精度、覆蓋範圍、可靠性、成本、功耗、可擴展性和響應時間。
精度:對精度的要求不同的應用差別很大,比如在超市或倉(cang) 庫找一個(ge) 特定的商品可能需要1米甚至更低的精度,如果在購物中心尋找一個(ge) 特定的品牌或餐館,5-10米的精度就能滿足要求。
覆蓋範圍:覆蓋範圍主要是指一個(ge) 技術和解決(jue) 方案可以在多大的範圍內(nei) 提供滿足精度的覆蓋。有些技術需要相應或的基礎設施支撐並結合相應的定位終端使用,這樣它的覆蓋就隻是布局了相應技術的環境範圍。
可靠性:前麵提到室內(nei) 環境動態性很強,會(hui) 經常發生改變,比如商場的設置和隔斷會(hui) 經常發生變化。另一方麵,定位所依賴的基礎設施也會(hui) 經常發生變化。舉(ju) 個(ge) 例子,一些大型的會(hui) 議,參展商會(hui) 架設自己的WiFi 熱點, 這些設施會(hui) 動態變化位置,甚至有時開有時關(guan) ,如果定位技術是基於(yu) WiFi的,可靠的係統應該不會(hui) 受到這些因素的影響。
成本和複雜度:成本和複雜度指標涵蓋兩(liang) 個(ge) 方麵。一個(ge) 是定位終端的成本,是不是可以用終端已有的硬件而不添加新的硬件。另一方麵是布局和維護的成本及其複雜度,包括布局與(yu) 維護定位所需要的設施和采集相關(guan) 的數據庫。
功耗:定位所產(chan) 生的功耗是一個(ge) 很重要的指標尤其對使用電池的移動設備,如果功耗大很快使設備沒電了,就限製了用戶的使用。有調查表明,電池消耗過快是很多用戶不開啟定位功能的一個(ge) 主要因素。所以,如果要實現隨時隨地的位置感知,必須降低定位所增加的設備額外功耗。
可擴展性:可擴展性指一個(ge) 解覺方案擴展到更大的覆蓋範圍使用的能力,和方便地移植到不同的環境和應用的能力。
響應時間:係統給出一個(ge) 位置更新所需的時間是響應時間,不同的應用需求不同,比如移動用戶和導航應用需要快的位置更新。
蓬勃發展的室內(nei) 定位技術
室內(nei) 定位的技術分支多樣,下圖是各種室內(nei) 定位方案的對比圖:
目前室內(nei) 定位常用的定位方法,從(cong) 原理上主要分為(wei) 七種:鄰近探測法、質心定位法、多邊定位法、三角定位法、極點法、指紋定位法和航位推算法。
定位原理 | 描述 | 特點 |
臨近探測法 | 通過一些有範圍限製的物理信號的接收,從而判斷移動設備是否出現在某一個發射點附近。 | 該方法雖然隻能提供大概的定位信息,但其布設成本低、易於搭建,適合於一些對定位精度要求不高的應用,例如自動識別係統用於公司的員工簽到。 |
質心定位法 | 根據移動設備可接收信號範圍內所有已知的信標(beacon)位置,計算其質心坐標作為移動設備的坐標。 | 該方法易於理解,計算量小,定位精度取決於信標的布設密度。 |
多邊定位法 | 通過測量待測目標到已知參考點之間的距離,從而確定待測目標的位置。 | 精度高、應用廣。 |
三角定位法 | 該方法是在獲取待測目標相對2個已知參考點的角度後結合兩參考點間的距離信息可以確定的三角形,即可確定待測目標的位置。 | 精度高、應用廣。 |
極點法 | 通過測量相對某一已知參考點的距離和角度從而確定待測點的位置。 | 該方法僅需已知一個參考點的位置坐標,因此使用非常方便,已經在大地測量中得到廣泛應用。 |
指紋定位法 | 在定位空間中建立指紋數據庫,通過將實際信息與數據庫中的參數進行對比來實現定位。 | 指紋定位的優勢是幾乎不需要參考測量點,定位精度相對較高;但缺點是前期離線建立指紋庫的工作量巨大,同時很難自適應於環境變化較大的場景。 |
航位推算法 | 是在已知上一位置的基礎上,通過計算或已知的運動速度和時間計算得到當前的位置。 | 數據穩定,無依賴,但該方法存在累積誤差,定位精度隨著時間增加而惡化。 |
不同的室內(nei) 定位方法選擇不同的觀測量,通過不同的觀測量提取算法所需要的信息。下表對主要的觀測量進行簡要的介紹。
觀測量 | 簡介 |
RSSI測量 | 它是通過計算信號的傳播損耗,可以使用理論或者經驗模型來將傳播損耗轉化為距離,也可以用於指紋定位建立指紋庫。 |
TOA測量 | 該方法主要測量信號在基站和移動台之間的單程傳播時間或來回傳播時間。前者要求基站與移動台間的時鍾同步。 |
TDOA測量 | 該方法同樣是測量信號到達時間,但使用到達時間差進行定位計算,可利用雙曲線交點確定移動台位置,故可以避免對基站和移動台的同步。 |
AOA測量 | 該方法是指接收機通過天線陣列測出電磁波的入射角度,包括測量基站信號到移動台的角度或者移動台信號到達基站的角度。每種方式均會產生從基站到移動台的方向線。2個基站可以得到2條方向線,其交點即為移動台位置。因此,AOA方法隻需要2個基站即可確定移動台位置。 |
方向和距離 | 獲取方向和距離多用於航位推算定位,采用自包含傳感器記錄載體的物理信息,計算得到方向和距離,從而在已知上一位置的基礎上計算得到當前的位置。 |
根據上麵介紹的定位原理和觀測量,衍生出了多種室內(nei) 定位技術,下麵將對主流的室內(nei) 定位技術進行簡要介紹。
1.WiFi定位技術
目前WiFi是相對成熟且應用較多的技術,這幾年有不少公司投入到了這個(ge) 領域。WiFi室內(nei) 定位技術主要有兩(liang) 種。
WiFi定位一般采用“近鄰法”判斷,即靠近哪個(ge) 熱點或基站,即認為(wei) 處在什麽(me) 位置,如附近有多個(ge) 信源,則可以通過交叉定位(三角定位),提高定位精度。
由於(yu) WiFi已普及,因此不需要再鋪設專(zhuan) 門的設備用於(yu) 定位。用戶在使用智能手機時開啟過Wi-Fi、移動蜂窩網絡,就可能成為(wei) 數據源。該技術具有便於(yu) 擴展、可自動更新數據、成本低的優(you) 勢,因此實現了規模化。
不過,WiFi熱點受到周圍環境的影響會(hui) 比較大,精度較低。為(wei) 了做得準一點有公司就做了WiFi指紋采集,事先記錄巨量的確定位置點的信號強度,通過用新加入的設備的信號強度對比擁有巨量數據的數據庫,來確定位置。
由於(yu) 采集工作需要大量的人員來進行,並且要定期進行維護,技術難以擴展,很少有公司能把國內(nei) 的這麽(me) 多商場定期的更新指紋數據。
WiFi定位可以實現複雜的大範圍定位,但精度隻能達到2米左右,無法做到定位。因此適用於(yu) 對人或者車的定位導航,可以於(yu) 醫療機構、主題公園、工廠、商場等各種需要定位導航的場合。
2.FRID定位
RFID定位的基本原理是,通過一組固定的閱讀器讀取目標RFID標簽的特征信息(如身份ID、接收信號強度等),同樣可以采用近鄰法、多邊定位法、接收信號強度等方法確定標簽所在位置。
這種技術作用距離短,一般長為(wei) 幾十米。但它可以在幾毫秒內(nei) 得到厘米級定位精度的信息,且傳(chuan) 輸範圍很大,成本較低。同時由於(yu) 其非接觸和非視距等優(you) 點,可望成為(wei) 優(you) 選的室內(nei) 定位技術。
目前,射頻識別研究的熱點和難點在於(yu) 理論傳(chuan) 播模型的建立、用戶的安全隱私和標準化等問題。優(you) 點是標識的體(ti) 積比較小,造價(jia) 比較低,但是作用距離近,不具有通信能力,而且不便於(yu) 整合到其他係統之中,無法做到定位,布設讀卡器和天線需要有大量的工程實踐經驗難度大。
3.紅外技術
紅外線是一種波長在無線電波和可見光波之間的電磁波。紅外定位主要有兩(liang) 種具體(ti) 實現方法,一種是將定位對象附上一個(ge) 會(hui) 發射紅外線的電子標簽,通過室內(nei) 安放的多個(ge) 紅外傳(chuan) 感器測量信號源的距離或角度,從(cong) 而計算出對象所在的位置。
這種方法在空曠的室內(nei) 容易實現較高精度,可實現對紅外輻射源的被動定位,但紅外很容易被障礙物遮擋,傳(chuan) 輸距離也不長,因此需要大量密集部署傳(chuan) 感器,造成較高的硬件和施工成本。此外紅外易受熱源、燈光等幹擾,造成定位精度和準確度下降。
該技術目前主要用於(yu) 軍(jun) 事上對飛行器、坦克、等紅外輻射源的被動定位,此外也用於(yu) 室內(nei) 自走機器人的位置定位。
另一種紅外定位的方法是紅外織網,即通過多對發射器和接收器織成的紅外線網覆蓋待測空間,直接對運動目標進行定位。
這種方式的優(you) 勢在於(yu) 不需要定位對象攜帶任何終端或標簽,隱蔽性強,常用於(yu) 安防領域。劣勢在於(yu) 要實現精度較高的定位需要部署大量紅外接收和發射器,成本非常高,因此隻有高等級的安防才會(hui) 采用此技術。
4.超聲波技術
超聲波定位目前大多數采用反射式測距法。係統由一個(ge) 主測距器和若幹個(ge) 電子標簽組成,主測距器可放置於(yu) 移動機器人本體(ti) 上,各個(ge) 電子標簽放置於(yu) 室內(nei) 空間的固定位置。
定位過程如下:先由上位機發送同頻率的信號給各個(ge) 電子標簽,電子標簽接收到後又反射傳(chuan) 輸給主測距器,從(cong) 而可以確定各個(ge) 電子標簽到主測距器之間的距離,並得到定位坐標。
目前,比較流行的基於(yu) 超聲波室內(nei) 定位的技術還有兩(liang) 種:一種為(wei) 將超聲波與(yu) 射頻技術結合進行定位。由於(yu) 射頻信號傳(chuan) 輸速率接近光速,遠高於(yu) 射頻速率,那麽(me) 可以利用射頻信號先激活電子標簽而後使其接收超聲波信號,利用時間差的方法測距。這種技術成本低,功耗小,精度高。另一種為(wei) 多超聲波定位技術。該技術采用全局定位,可在移動機器人身上4個(ge) 朝向安裝4個(ge) 超聲波傳(chuan) 感器,將待定位空間分區,由超聲波傳(chuan) 感器測距形成坐標,總體(ti) 把握數據,抗幹擾性強,精度高,而且可以解決(jue) 機器人迷路問題。
超聲波定位精度可達厘米級,精度比較高。缺陷是超聲波在傳(chuan) 輸過程中衰減明顯從(cong) 而影響其定位有效範圍。
5.藍牙技術
藍牙定位基於(yu) RSSI(Received Signal Strength Indication,信號場強指示)定位原理。根據定位端的不同,藍牙定位方式分為(wei) 網絡側(ce) 定位和終端側(ce) 定位。
網絡側(ce) 定位係統由終端(手機等帶低功耗藍牙的終端)、藍牙beacon節點,藍牙網關(guan) ,無線局域網及後端數據服務器構成。其具體(ti) 定位過程是:
1)首先在區域內(nei) 鋪設beacon和藍牙網關(guan) 。
2)當終端進入beacon信號覆蓋範圍,終端就能感應到beacon的廣播信號,然後測算出在某beacon下的RSSI值通過藍牙網關(guan) 經過wifi網絡傳(chuan) 送到後端數據服務器,通過服務器內(nei) 置的定位算法測算出終端的具體(ti) 位置。
終端側(ce) 定位係統由終端設備(如嵌入SDK軟件包的手機)和beacon組成。其具體(ti) 定位原理是:
1)首先在區域內(nei) 鋪設藍牙信標
2)beacon不斷的向周圍廣播信號和數據包
3)當終端設備進入beacon信號覆蓋的範圍,測出其在不同基站下的RSSI值,然後再通過手機內(nei) 置的定位算法測算出具體(ti) 位置。
終端側(ce) 定位一般用於(yu) 室內(nei) 定位導航,位置營銷等用戶終端;而網絡側(ce) 定位主要用於(yu) 人員跟蹤定位,資產(chan) 定位及客流分析等情境之中。藍牙定位的優(you) 勢在於(yu) 實現簡單,定位精度和藍牙信標的鋪設密度及發射功率有密切關(guan) 係。並且非常省電,可通過深度睡眠、免連接、協議簡單等方式達到省電目的。
6.慣性導航技術
這是一種純客戶端的技術,主要利用終端慣性傳(chuan) 感器采集的運動數據,如加速度傳(chuan) 感器、陀螺儀(yi) 等測量物體(ti) 的速度、方向、加速度等信息,基於(yu) 航位推測法,經過各種運算得到物體(ti) 的位置信息。
隨著行走時間增加,慣性導航定位的誤差也在不斷累積。需要外界更高精度的數據源對其進行校準。所以現在慣性導航一般和WiFi指紋結合在一起, 每過一段時間通過WiFi請求室內(nei) 位置,以此來對MEMS產(chan) 生的誤差進行修正。該技術目前的商用得也比較成熟,在掃地機器人中得到廣泛應用。
7.超寬帶(UWB)定位技術
超寬帶技術是近年來新興(xing) 一項全新的、與(yu) 傳(chuan) 統通信技術有極大差異的通信無線新技術。它不需要使用傳(chuan) 統通信體(ti) 製中的載波,而是通過發送和接收具有納秒或微秒級以下的極窄脈衝(chong) 來傳(chuan) 輸數據,從(cong) 而具有3.1~10.6GHz量級的帶寬。目前,包括美國,日本,加拿大等在內(nei) 的國家都在研究這項技術,在無線室內(nei) 定位領域具有良好的前景。
UWB技術是一種傳(chuan) 輸速率高,發射功率較低,穿透能力較強並且是基於(yu) 極窄脈衝(chong) 的無線技術,無載波。正是這些優(you) 點,使它在室內(nei) 定位領域得到了較為(wei) 的結果。
超寬帶(UWB)定位技術利用事先布置好的已知位置的錨節點和橋節點,與(yu) 新加入的盲節點進行通訊,並利用三角定位或者“指紋”定位方式來確定位置。
超寬帶可用於(yu) 室內(nei) 定位,例如戰場士兵的位置發現、機器人運動跟蹤等。超寬帶係統與(yu) 傳(chuan) 統的窄帶係統相比,具有穿透力強、功耗低、抗幹擾效果好、安全性高、係統複雜度低、能提供定位精度等優(you) 點。因此,超寬帶技術可以應用於(yu) 室內(nei) 靜止或者移動物體(ti) 以及人的定位跟蹤與(yu) 導航,且能提供十分的定位精度。根據不同公司使用的技術手段或算法不同,精度可保持在0.1 m~0.5 m。
8.LED可見光技術
可見光是一個(ge) 新興(xing) 領域,通過對每個(ge) LED燈進行編碼,將ID調製在燈光上,燈會(hui) 不斷發射自己的ID,通過利用手機的前置攝像頭來識別這些編碼。利用所獲取的識別信息在地圖數據庫中確定對應的位置信息,完成定位。
根據燈光到達的角度進一步細化定位的結果,高通公司做到了厘米級定位精度。由於(yu) 不需要額外部署基礎設施,終端數量的擴大對性能沒有任何的影響,並且可以達到一個(ge) 非常高的精度,該技術被高通公司所看好。
目前,可見光技術在北美有很多商場已經在部署。用戶下載應用後,到達商場裏的某一個(ge) 貨架,通過檢測貨架周圍的燈光即可知曉具體(ti) 位置,商家在通過這樣的方法向消費者推動商品的折扣等信息。
9.地磁定位技術
地球可視為(wei) 一個(ge) 磁偶極,其中一極位在地理北極附近,另一極位在地理南極附近。地磁場包括基本磁場和變化磁場兩(liang) 個(ge) 部分。基本磁場是地磁場的主要部分,起源於(yu) 地球內(nei) 部,比較穩定,屬於(yu) 靜磁場部分。變化磁場包括地磁場的各種短期變化,主要起源於(yu) 地球內(nei) 部,相對比較微弱。
現代建築的鋼筋混凝土結構會(hui) 在局部範圍內(nei) 對地磁產(chan) 生擾亂(luan) ,指南針可能也會(hui) 因此受到影響。原則上來說,非均勻的磁場環境會(hui) 因其路徑不同產(chan) 生不同的磁場觀測結果。而這種被稱為(wei) IndoorAtlas的定位技術,正是利用地磁在室內(nei) 的這種變化進行室內(nei) 導航,並且導航精度已經可以達到 0.1 米到 2 米。
不過使用這種技術進行導航的過程還是稍顯麻煩。你需要先將室內(nei) 樓層平麵圖上傳(chuan) 到 IndoorAtlas 提供的地圖雲(yun) 中,然後你需要使用其移動客戶端實地記錄目標地點不同方位的地磁場。記錄的地磁數據都會(hui) 被客戶端上傳(chuan) 至雲(yun) 端,這樣其它人才能利用已記錄過的地磁進行室內(nei) 導航。
百度於(yu) 2014年戰略投資了地磁定位技術開發商IndoorAtlas,並於(yu) 2015年6月宣布在自己的地圖應用中使用其地磁定位技術,將該技術與(yu) Wi-Fi熱點地圖、慣性導航技術聯合使用。精度高, 宣傳(chuan) 商業(ye) 應用中,可以達到米級定位標準,但磁信號容易受到環境中不斷變化的電、磁信號源幹擾,定位結果不穩定,精度會(hui) 受影響。
10.視覺定位
視覺定位係統可以分為(wei) 兩(liang) 類,一類是通過移動的傳(chuan) 感器(如攝像頭)采集圖像確定該傳(chuan) 感器的位置,另一類是固定位置的傳(chuan) 感器確定圖像中待測目標的位置。根據參考點選擇不同又可以分為(wei) 參考三維建築模型、圖像、預部署目標、投影目標、參考其他傳(chuan) 感器和無參考。
參考3D建築模型和圖像分別是以已有建築結構數據庫和預先標定圖像進行比對。而為(wei) 了提高魯棒性,參考預部署目標使用布置好的特定圖像標誌(如二維碼)作為(wei) 參考點;投影目標則是在參考預部署目標的基礎上在室內(nei) 環境投影參考點。參考其他傳(chuan) 感器則可以融合其他傳(chuan) 感器數據以提高精度、覆蓋範圍或魯棒性。
除了以上提及的,目前來看定位技術的種類有幾十甚至上百種,而每種定位技術都有自己的優(you) 缺點和適合的應用場景,沒有的勝負之分。根據不用的需求因地製宜的部署解決(jue) 方案,方為(wei) 上策~
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