技術(shù)
導(dǎo)讀:近年來,定位服務(wù)的相關(guān)技能和產(chǎn)業(yè)正從室外向室內(nèi)發(fā)展,以供給無所不在的基于定位的服務(wù),其首要推動(dòng)力是室內(nèi)定位服務(wù)所能帶來的巨大的運(yùn)用和商業(yè)潛能。許多公司包含OS供給商、服務(wù)供給商,設(shè)備和芯片供給商都在競(jìng)賽這個(gè)市場(chǎng)。
近年來,定位服務(wù)的相關(guān)技能和產(chǎn)業(yè)正從室外向室內(nèi)發(fā)展,以供給無所不在的基于定位的服務(wù),其首要推動(dòng)力是室內(nèi)定位服務(wù)所能帶來的巨大的運(yùn)用和商業(yè)潛能。許多公司包含OS供給商、服務(wù)供給商,設(shè)備和芯片供給商都在競(jìng)賽這個(gè)市場(chǎng)。
隨著根據(jù)用戶位置信息的相關(guān)技能的使用和發(fā)展,位置服務(wù)現(xiàn)已成為人們?nèi)粘9ぷ?、日子所必須的一?xiàng)根本服務(wù)需求,尤其在大型復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境中,如博物館、機(jī)場(chǎng)、超市、醫(yī)院、地下礦井等區(qū)域,人們對(duì)位置服務(wù)有火急需求。
在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)迅速開展和位置服務(wù)使用需求的推進(jìn)下,當(dāng)前室內(nèi)定位技術(shù)處于較快的開展階段,研討者們提出了很多室內(nèi)定位技能的理論與辦法。定位技能可以分為室外定位技術(shù)和室內(nèi)定位技能兩種,在室外環(huán)境下,全球定位系統(tǒng)、斗極定位體系等全球?qū)Ш叫l(wèi)星體系為用戶提供米級(jí)的位置服務(wù),根本解決了在室外空間中進(jìn)行準(zhǔn)確定位的問題.
? 室內(nèi)定位即經(jīng)過技能手段獲悉人們?cè)谑覂?nèi)所處的實(shí)時(shí)定位或者行動(dòng)軌道?;谶@些信息能夠完結(jié)多種運(yùn)用。公司的管理者則能夠運(yùn)用室內(nèi)定位技能實(shí)時(shí)獲悉室內(nèi)的人員情況,然后更好地優(yōu)化空調(diào)的運(yùn)用等,到達(dá)節(jié)能減排的目的,還能夠有用提高安全捍衛(wèi)的水平。經(jīng)過布置室內(nèi)定位技能,電信運(yùn)營(yíng)商能夠更好地找到室內(nèi)掩蓋的“盲點(diǎn)”和“熱門”區(qū)域,更好地在室內(nèi)為用戶供給通訊服務(wù)。
室內(nèi)定位面對(duì)的挑戰(zhàn):
和室外定位比較,室內(nèi)定位面對(duì)許多獨(dú)特的挑戰(zhàn),比如說室內(nèi)的環(huán)境動(dòng)態(tài)性很強(qiáng),能夠說是多種多樣,由此也需求更高的精度來分辨不同的特征。那么實(shí)用的室內(nèi)定位解決方案都需求滿意哪些要求呢?首要包含以下幾個(gè)方面:精度、掩蓋規(guī)模、可靠性、本錢、功耗、可擴(kuò)展性和呼應(yīng)時(shí)刻。
精度:對(duì)精度的要求不同的運(yùn)用差別很大。
掩蓋規(guī)模:掩蓋規(guī)模首要是指一個(gè)技能和解決方案能夠在多大的規(guī)模內(nèi)供給滿意精度的掩蓋。
可靠性:前面說到室內(nèi)環(huán)境動(dòng)態(tài)性很強(qiáng),會(huì)經(jīng)常發(fā)生改動(dòng)。
本錢和復(fù)雜度:本錢和復(fù)雜度方針涵蓋兩個(gè)方面。一個(gè)是定位終端的本錢。另一方面是布局和維護(hù)的本錢及其復(fù)雜度。
功耗:定位所發(fā)生的功耗是一個(gè)很重要的方針特別對(duì)運(yùn)用電池的移動(dòng)設(shè)備。
可擴(kuò)展性:可擴(kuò)展性指一個(gè)解決方案擴(kuò)展到更大的掩蓋規(guī)模運(yùn)用的才能,和方便地移植到不同的環(huán)境和運(yùn)用的才能。
呼應(yīng)時(shí)刻:體系給出一個(gè)定位更新所需的時(shí)刻是呼應(yīng)時(shí)刻,不同的運(yùn)用需求不同。
蓬勃發(fā)展的室內(nèi)定位技能:
現(xiàn)在室內(nèi)定位常用的定位方法,從原理上首要分為七種:鄰近勘探法、質(zhì)心定位法、多邊定位法、三角定位法、極點(diǎn)法、指紋定位法和航位推算法。不同的室內(nèi)定位方法挑選不同的觀丈量,經(jīng)過不同的觀丈量提取算法所需求的信息。
1.WiFi定位技能:
WiFi室內(nèi)定位技能首要有兩種。
WiFi定位一般選用“近鄰法”判斷,即最靠近哪個(gè)熱門或基站,即以為處在什么定位,如鄰近有多個(gè)信源,則能夠經(jīng)過穿插定位(三角定位),提高定位精度。WiFi定位能夠完結(jié)復(fù)雜的大規(guī)模定位,但精度只能到達(dá)2米左右,無法做到精準(zhǔn)定位。
2.RFID定位:
RFID定位的基本原理是,經(jīng)過一組固定的閱讀器讀取方針RFID標(biāo)簽的特征信息(如身份ID、接收信號(hào)強(qiáng)度等),同樣能夠選用近鄰法、多邊定位法、接收信號(hào)強(qiáng)度等方法確認(rèn)標(biāo)簽地址定位。
這種技能效果距離短,一般最長(zhǎng)為幾十米。但它能夠在幾毫秒內(nèi)得到厘米級(jí)定位精度的信息,且傳輸規(guī)模很大,本錢較低。一起因?yàn)槠浞墙佑|和非視距等長(zhǎng)處,可望成為優(yōu)選的室內(nèi)定位技能。
3.紅外技能:
紅外線是一種波長(zhǎng)在無線電波和可見光波之間的電磁波。紅外定位首要有兩種詳細(xì)完結(jié)方法,一種是將定位方針附上一個(gè)會(huì)發(fā)射紅外線的電子標(biāo)簽,經(jīng)過室內(nèi)安放的多個(gè)紅外傳感器丈量信號(hào)源的距離或角度,然后計(jì)算出方針地址的定位。
另一種紅外定位的方法是紅外織網(wǎng),即經(jīng)過多對(duì)發(fā)射器和接收器織成的紅外線網(wǎng)掩蓋待測(cè)空間,直接對(duì)運(yùn)動(dòng)方針進(jìn)行定位。
4.超聲波技能:
超聲波定位現(xiàn)在大多數(shù)選用反射式測(cè)距法。體系由一個(gè)主測(cè)距器和若干個(gè)電子標(biāo)簽組成,主測(cè)距器可放置于移動(dòng)機(jī)器人本體上,各個(gè)電子標(biāo)簽放置于室內(nèi)空間的固定定位。定位進(jìn)程如下:先由上位機(jī)發(fā)送同頻率的信號(hào)給各個(gè)電子標(biāo)簽,電子標(biāo)簽接收到后又反射傳輸給主測(cè)距器,然后能夠確認(rèn)各個(gè)電子標(biāo)簽到主測(cè)距器之間的距離,并得到定位坐標(biāo)?,F(xiàn)在,比較盛行的基于超聲波室內(nèi)定位的技能還有兩種:一種為將超聲波與射頻技能結(jié)合進(jìn)行定位。另一種為多超聲波定位技能。
5.藍(lán)牙技能:
藍(lán)牙定位基于RSSI定位原理。根據(jù)定位端的不同,藍(lán)牙定位方法分為網(wǎng)絡(luò)側(cè)定位和終端側(cè)定位。網(wǎng)絡(luò)側(cè)定位體系由終端(手機(jī)等帶低功耗藍(lán)牙的終端)、藍(lán)牙beacon節(jié)點(diǎn),藍(lán)牙網(wǎng)關(guān),無線局域網(wǎng)及后端數(shù)據(jù)服務(wù)器構(gòu)成。其詳細(xì)定位進(jìn)程是:
1)首先在區(qū)域內(nèi)鋪設(shè)beacon和藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)。
2)當(dāng)終端進(jìn)入beacon信號(hào)掩蓋規(guī)模,終端就能感應(yīng)到beacon的播送信號(hào),然后測(cè)算出在某beacon下的RSSI值經(jīng)過藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)經(jīng)過wifi網(wǎng)絡(luò)傳送到后端數(shù)據(jù)服務(wù)器,經(jīng)過服務(wù)器內(nèi)置的定位算法測(cè)算出終端的詳細(xì)定位。
終端側(cè)定位體系由終端設(shè)備(如嵌入SDK軟件包的手機(jī))和beacon組成。其詳細(xì)定位原理是:
1)首先在區(qū)域內(nèi)鋪設(shè)藍(lán)牙信標(biāo)
2)beacon不斷的向周圍播送信號(hào)和數(shù)據(jù)包
3)當(dāng)終端設(shè)備進(jìn)入beacon信號(hào)掩蓋的規(guī)模,測(cè)出其在不同基站下的RSSI值,然后再經(jīng)過手機(jī)內(nèi)置的定位算法測(cè)算出詳細(xì)定位。
6.慣性導(dǎo)航技能:
這是一種純客戶端的技能,首要運(yùn)用終端慣性傳感器收集的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù),經(jīng)過各種運(yùn)算得到物體的定位信息?,F(xiàn)在慣性導(dǎo)航一般和WiFi指紋結(jié)合在一起, 每過一段時(shí)刻經(jīng)過WiFi懇求室內(nèi)定位,以此來對(duì)MEMS發(fā)生的誤差進(jìn)行批改。
7.超寬帶(UWB)定位技能:
UWB技能是一種傳輸速率高,發(fā)射功率較低,穿透才能較強(qiáng)并且是基于極窄脈沖的無線技能,無載波。超寬帶(UWB)定位技能運(yùn)用事前布置好的已知定位的錨節(jié)點(diǎn)和橋節(jié)點(diǎn),與新參加的盲節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通訊,并運(yùn)用三角定位或者“指紋”定位方法來確認(rèn)定位。超寬帶可用于室內(nèi)精確定位,根據(jù)不同公司運(yùn)用的技能手段或算法不同,精度可保持在0.1m~0.5m。
8.LED可見光技能:
可見光是一個(gè)新興范疇,經(jīng)過對(duì)每個(gè)LED燈進(jìn)行編碼,將ID調(diào)制在燈光上,燈會(huì)不斷發(fā)射自己的ID,經(jīng)過運(yùn)用手機(jī)的前置攝像頭來識(shí)別這些編碼。運(yùn)用所獲取的識(shí)別信息在地圖數(shù)據(jù)庫中確認(rèn)對(duì)應(yīng)的定位信息,完結(jié)定位。
9.地磁定位技能:
運(yùn)用這種技能進(jìn)行導(dǎo)航的進(jìn)程仍是稍顯麻煩。你需求先將室內(nèi)樓層平面圖上傳到IndoorAtlas 供給的地圖云中,然后你需求運(yùn)用其移動(dòng)客戶端實(shí)地記載方針地址不同定位的地磁場(chǎng)。記載的地磁數(shù)據(jù)都會(huì)被客戶端上傳至云端,這樣其它人才能運(yùn)用已記載過的地磁進(jìn)行精確室內(nèi)導(dǎo)航。
10.視覺定位:
視覺定位體系能夠分為兩類,一類是經(jīng)過移動(dòng)的傳感器(如攝像頭)收集圖畫確認(rèn)該傳感器的定位,另一類是固定定位的傳感器確認(rèn)圖畫中待測(cè)方針的定位。根據(jù)參閱點(diǎn)挑選不同又能夠分為參閱三維修建模型、圖畫、預(yù)布置方針、投影方針、參閱其他傳感器和無參閱。