室内定位技术让你无所遁形

2017-01-05 11:24:31 Alisa

地理位置是人的行为活动的重要基础之一,而室内又是人每天活动时间最长的处所,因此,只要能够成功地将室内位置与用户数据或用户感兴趣的信息相结合联系,必定有非常广阔的应用前景。也就是说,凡是能把室内位置、用户和服务相结合的领域,都可成为系统的用武之地。室内定位必将成为移动互联时代的最为重要的入口之一。

  室内定位技术的未来主要应用领域包括:室内精准导航、大数据分析、个性化营销、社交网络等。目前,有至少130家公司涉足这个领域,包括对室内地图,室内定位,室内追踪,室内导航等的研发。有不少厂商进入室内定位技术开发,其中不乏国际领头羊。

  业界目前的室内定位解决方案主要包括以下几类:

技术 主要厂商和特点

 RSSI定位

Skyhook,Rx Networks,Google,Bing Apple等。

RSSI定位是三角定位,主要是基于AP的数据库,有约20m的误差。

 RSSI

Fingerprint

Senionlab,Microsoft Radar ,Point Inside,Google, Slam, Qubulus, NW based Aeroscout, Cisco, Motorala,Ekahau等。

WiFi全部需要数据库支持。

Wifislam的核心技术是SLAM技术(指纹精确定位和指纹快速采集处理技术)、手机惯导辅助定位技术和地图路径自动获取技术。Wifislam已经被苹果公司收购。

指纹定位有3~5m的误差,需要精确的FP-DB,但可移植性差,到了一个新的地点就不能用之前地点的数据库。

Sensors and analytics

Seniorlab, Sensor Platforms, STM, Hilcrest Labs等。

利用惯性传感器、加速度传感器和压力传感器,传感器定位可以达到很好的相对精度。优点是功耗低,可给出极好的相对位置,缺点在于给不出对象的具体位置,易受干扰(比如磁场传感器,人的晃动等)。

Cellular

based

indoor

positioning

Polaris等。

Cellular室内室外精度都差,但功耗非常低

Bluetooth

Apple,Nokia等。

蓝牙室内定位技术的代表是Nokia,推出了HAIP的室内精确定位解决方案,采用基于蓝牙的三角定位技术,除了使用手机的蓝牙模块外,还需部署蓝牙基站,最高可以达到亚米级定位精度。但由于蓝牙基站的不普及,室内精确定位成本较高,在目前公开报道中,尚没有大规模推广的报道。需要基础设施。

Indoor Maps

Google maps indoor,NAVTEQ Destination Maps,bing venue Maps,Aiste411, Micello,Pointinside

HW based

positioning

Broadcom Qualcomm, CSR ,Cisco, Nearbuy,Shopkic,Ubisense

手机自主惯性传感器定位导航的代表是Broadcom,他们推出利用手机的惯性传感器数据进行定位计算的硬件解决方案,但由于手机初始姿态的不确定性和手机惯性传感器精度问题,室内定位效果不佳。现在越来越多的人用自主惯性传感器定位导航进行辅助导航,特别是IOS手机不开放RSSI等接口的情况下。

其他

Boeing-an indium based capability

TADLYS-BT&IR based for asset tracking and hornel and security

INSITEO-“Pseudolites(伪定位)”- repeaters & Fusion

Ubisense-UWB tagging

超宽带定位的代表是艾森汇智,其定位方案采用UWB(超宽带)脉冲信号,由多个传感器采用TDOAAOA定位算法对标签位置进行分析,多径分辨能力强、精度高,定位精度可达亚米级。但UWB难以实现大范围室内覆盖,且手机不支持UWB,定位成本非常高。

超声波定位的代表是Shopkic,在店铺安装超声波信号盒,能够被手机麦克风检测到,从而实现定位,主要用于店铺的签到。

LED定位

Bytelight等。LED定位系统通过往天花板上的LED灯具实现,灯具发出像莫斯电报密码一样的闪烁信号,再由用户智能手机照相机接收并进行检测,而且用户不需要将手机相机对准某一个特定方向,亦可以接收到反馈过来的直接光源信号,定位精度可以在1米之内。LED定位需要改造LED灯具,增加芯片,增加成本,当仍是一种有潜力室内定位技术。

此外,还有基于Tap方式的NFC定位,基于时间的定位、ZIGBEE定位等。其中,基于时间的定位可以很准,实现3m的误差,但易受生态链的影响。ZIGBEE的定位产品,主要用于工业的传感领域和智能家居方面。

室内定位趋势

  室内定位面临着技术挑战,主要包括精度和稳健性,精度,环境影响的容忍度等。同时,室内定位又需要成本低、功耗小、覆盖度广、灵活性高,以及可以接受的精度要求等。

  对每种单独的定位技术来说,都有各自的优势和局限性。如果把不同的技术混合运用,取己长,补它短,则可以有很好的定位效果,实现从一个坏境到另一个环境的高覆盖度,以及定位功耗的降低。

  具体的指标包括:1. 混合组网和融合定位;2. 更好的覆盖性(可扩展性);3. 低功耗-卸载;4. 移向接近(简易化)。比如来自苹果微定位技术iBeacon的大量广告和信息;可以进行D2D恢复。5. 组织融合和信息采集。将定位信息、环境信息和个人爱好的一致性集成,可以根据来自物理定位和语义定位的环境推断,从环境推理所在位置,可以更好的支持环境(功耗、历史数据和覆盖)。

 

实验室的室内定位技术研究

  据对外公布的信息,intel也正在开发自己的室内定位技术。这种技术就是基于技术融合的理念,如下图所示。

 

智能定位技术融合

  Intel的室内定位技术,将不同的定位技术融合,可以克服不同技术的局限性,获得更稳健的解决方案。综合多重定位技术和AP数据库、指纹数据库,Intel在低功耗处理单元、引入定位触发,从而进行智能定位,并利用历史信息定位,降低28%定位功耗。据Intel方面介绍,Intel实验室的室内定位方案与同类方案相比,可以减少10倍的定位时间,并可基于x 86平台进行多点定位。

 

三点创新

  Intel在低功耗地理围栏技术上有三个方面的创新:一是卸载持续监控MCU;二是基于内容选择定位资源;三是传感器位置推测算法会持续定位跟踪。基于上述三点,可以实现低功耗定位,延长电池寿命,降低定位计算复杂度,并且具有低延迟特点。

智能定位影响下一个十年

  目前的物联网已经面临着云计算、大数据时代发展机遇,云计算平台将会进一步推动物联网的发展和日常应用,而大数据则会进一步提升物联网给智慧地球带来的智能化、效率化和高附加值。基于日益发展的物联网和云计算平台,云计算平台将为各个行业(能源、电力、医疗、城市、交通、教育等等)提供数据采集、分析、处理和报告。未来十年,世界将被人工智能云计算技术改变。而室内定位技术的发展与应用,正是人工智能云技术的一个组成部分。