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室内定位技术应用与功能盘点

2017-02-07 11:03:32

[导读] 人类对“定位”的追求从古至今就没有停止过。在古代,人类希望在迷失的时候知道自己在哪,成为那个时代的社会性问题。于是人们学会依靠日、月、星、植物、动物、河流之类的自然界的物体,来估算自己大致位置形成一套经验化的方法,指南车、司南、罗盘,发展到后来的指南针。这些科技上的进步,为人类探索未知世界起到了巨大的作用。

人类对“定位”的追求从古至今就没有停止过。在古代,人类希望在迷失的时候知道自己在哪,成为那个时代的社会性问题。于是人们学会依靠日、月、星、植物、动物、河流之类的自然界的物体,来估算自己大致位置形成一套经验化的方法,指南车、司南、罗盘,发展到后来的指南针。这些科技上的进步,为人类探索未知世界起到了巨大的作用。

 

室内定位技术应用展开 产业前景看好

随着时间的推移,这种过于粗略的定位(定向)技术越来越不能满足人类探索世界的精细化需求,催生出GPS这种定位系统。而随着移动互联网的发展和室内位置技术的创新,室内定位技术在今天市场需求下应运而生。除了满足基本的室内定位需求外,基于室内定位的技术进步,为给其他行业发展带来突破性的改变。

室内定位技术不同场景技术不同

目前有几种主要的室内定位技术,各种技术都有不少的研究成果,也都有相应的代表性产品,而对于不同的场景的定位需求,用到的定位技术也不一样。

蓝牙定位

这个就是目前比较火的iBeacon在iBeacon定位设备的帮助下,智能手机的软件能够实现定位、导航。iBeacon技术采用了低功耗蓝牙可以实现iBeacon设备仅靠纽扣电池运行很长时间。现在的iBeacon应用主要包括两种,一种是进入iBeacon区域后,进行消息推送;另一种是部署好基站,利用信号强度进行定位。这两种都与位置感知有关。

iBeacon进行位置感知的依据是其信号强度RSSI,通过RSSI值的变化来判断用户距离iBeacon设备的远近。如已知某距离(1米)的RSSI,那么大于该值则距离小于1米,小于该值则距离大于1米。通过部署多个基站,则可以通过与两个或多个基站的相对距离来找到用户的位置大致区域。基于蓝牙的室内定位优点在于设备体积一般比较小,功耗低,建立连接时间短,主要可以应用于小范围的定位。缺点是需要引导用户打开蓝牙,目前这些问题在一些场景已经不算太大问题。

惯性传感器定位

惯性传感器包括加速度计和陀螺仪等,可测量加速度和角速度。通过对运动传感器的信息进行整合计算,不断更新待移动点的位置和速度。通过对加速度进行积分,可以知道待移动点的位置变化、速度变化,通过对角速度进行积分,可以得到移动点的方向变化。

惯性传感器定位于其他方法的不同之处在于,不需要事先布置基站或对室内情况有预先了解,所以在救援人员追踪方面有重要应用,因为在这种情况下,室内的无线信号可能受到强烈干扰、基站可能无法正产工作、或救援环境未知。在无线信号难以正常运行时,惯性传感器定位则成为最优选择。另外,由于现在手机中多带有惯性传感器,所以惯性传感器定位也有易于普及的硬件条件。

Wi-Fi定位

基于Wi-Fi技术的室内定位主要也依据RSSI强度信息来判断用户位置。一类方法与上述方法相同,在已知各个AP位置的前提下,用信号衰减模型计算移动设备与各个AP的距离,用三角定位法确定移动设备的大致位置。另一类方法则类似于机器学习算法,首先将待检测的室内区域按特定面积进行网格划分,然后获取每个网格内的Wi-Fi信号强度信息,这实际上是一个训练的过程。在训练阶段得到每个网格的信号强度信息,在定位时,通过实时检测信号强度,将与当前信号强度匹配度最高的网格作为移动设备当前的位置。

Wi-Fi方法的优势在于无线网络的覆盖范围大,易于安装,成本低,但其也仅能用于事先了解Wi-Fi环境的建筑或场地内。

UWB

UWB是超宽带的缩写,最初用于军事用途,2002年才发布商用化规范。UWB主要采用极短脉冲信号传送数据,能保证高速通信的同时,发射功率却非常之小。

超宽带技术与传统通信技术有极大差异的通信新技术。它不需要使用传统通信体制中的载波,而是通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据,从而具有GHz量级的带宽。超宽带系统与传统的窄带系统相比,具有穿透力强、功耗低抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等优点。因此,超宽带技术可以应用于室内静止或者移动物体以及人的定位跟踪与导航,且能提供十分精确的定位精度。

除了上述这些定位技术,还有其他基于光跟踪定位、磁场、红外线、超声波等室内定位技术,但是如何将其应用到实际场景中才是人们对其研究开发的价值所在,将其大规模应用到实际生活中是许多行业的需求所在,帮助解决行业的痛点。

室内定位功能显著

在智慧工厂中,室内定位为工厂工业提供自己的解决方案,助力工厂实现智能化、物联化。传统工厂面对的问题,可以概括性理解为:对人定位,实时掌握动态;对物定位监管以及如何实现安全预警管理,目前,这些都是室内定位可以解决的,室内定位能够把行业领域的室内位置、用户和服务相结合,实现其用武之地。完善的室内定位系统可以实现工厂环境中高精确定位人员、设备、资产,并在定位基础上实现轨迹追踪、区域报警等。

四大功能

货物监控:可对全厂范围内的仓库、货物进行定位监控,货物总数、消耗的数量、剩余的数量,具体对应的是哪个仓库,在后台皆可一目了然,其中还可查看货物进出的详细数据列表,包括种类、所属仓库、时间等,提高货物的调度使用。

员工监管:可对全厂范围内所有工作人员进行定位监管,在后台实时查看其位置,是否在岗,工作时间,追踪其活动轨迹,有助于优化其作业流程,提高工作管理效率。

智能巡检:管理人员可通过PC后台直接下发巡检任务给相关人员;相关人员通过手机APP接收后,可查看需要巡检的物品位置、完成程度、是否漏检等状态,实现高效、快速、智能化巡检。

安全预警:对于特殊行业、特殊厂房,加强安全与生产、安全与效益的保障势在必行。通过对特殊物品的定位监控,可在后台实时查看其状态和轨迹,通过电子围栏的设置,其一旦出了设定的范围,第一时间进行警报,确保安全,杜绝隐患。

其实,不仅仅是在智慧工厂中,在高度城市化发展过程中。室内空间越来越庞大复杂,停车场反向寻车、导购导览、资产管理、等变得越来越困难,室内定位的需求前所未有高涨。加上传统线下商业形态近两年在电子商务的冲击下,逐渐认识到线下与线上结合的重要性,开始重视室内位置服务价值,主动寻求新的线上线下流量入口整合转型方式;在智慧城市建设中的智慧医疗,智慧场馆,智慧安防等,其位置服务成为其室内数字化运营的必经之路。根据诺基亚提供的数据,人们87%-90%的时间在室内度过。数字消费和智慧体验时代,室内定位成为刚需。

结语:随着出行导航、智能制造、机器人、智能服务等行业的发展,人们开始重新审视室内位置服务的价值。室内位置服务是真正实现万物互联的基础。据国际权威机构预测,室内位置服务将成为下一个千亿美元级蓝海市场,涉及的技术层面的变革也将助推政府产业升级。室内位置服务行业技术、市场的和政策日益成熟的趋势下,将促使一个全新的产业爆发。

[整理编辑:中国测控网]
标签:  室内定位[15]    GPS[1]    WIFI[0]
 
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