室内定位方案百花齐放,渐成刚需

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很久以前,在最原始的时候,要找到回家的方向或者传递信息,我们会通过冉冉飘起的烟雾作为信号。随着科学技术的发展,后来有了指南针,信鸽,有了导航卫星,军用及车载GPS。再后来为了每个移动电话能进行紧急援救,手机上也要求装上了GPS。

如今,智慧城市,智慧物流,智能工厂等领域的建设都被提上日程,随着物联网生态链逐渐走向成熟,对定位的需求将大大的增加,无论是室内定位还是室外定位领域都将迎来爆发性的市场机遇。而室内被誉为定位的最后一公里,随着移动终端设备的大幅增加以及人们室内活动的时间变长,室内定位逐渐成为刚需。

这是一个定位需求大爆发的年代  

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这是一个定位需求大爆发的年代。物质生活上逐渐丰盈,激发了我们对安全、效率、精确性以及高新科技的更高追求,而高精度的定位是现实这些追求不可或缺的部分。而对于不同的应用场景,我们对于定位的需求也呈现碎片化的特点,根据面向对象的不同的不同,可以从面向大众服务需求和行业应用需求两方面来看。

对于大众服务需求:

首先是定位导览。走进一个偌大的停车场,怎样以最高效的方式停好车,并且在离开的时候,不用伤脑筋记住车停放的位置,就能轻松找到?超市里你常用的商品摆放在哪里?而大型商场里面离你最近的餐馆又在哪里?在机场,精确引导用户办手续、指示卫生间位置等等。.......这些都是让人头疼却是不得不解决的问题。

人员或者资产追踪。在拥挤的人群中,担心小孩一不小心走失,如何保障他们的安全?养老院老人的安全管理,监狱如何对犯人进行高效的监管?预约看病,如何快速找到医生和科室?病人身份识别,婴儿防盗。贵重物品的定位....

公共安全及紧急情况下的人员搜救。如发生车祸了,如何在最快的时间找到案发现场进行救援?消防救援中,地震现场,如何对每一个人进行精确定位,高效营救?

社交需求。主要应用于电子名片交换、微博信息推送以及微信进行交友互动等等。

市场推广需求。利用手机或者其他移动设备对用户进行导购,向用户推送打折信息。在旅游景区、展馆、机场、实现定位导览,进行展品介绍等。

另一方面从行业应用的定位需求出发:

工业上,对工作人员,生产制造过程中零部件产品和工具的跟踪定位;商业零售中,对用户的位置进行追踪,搜集与分析数据,以便进行精准营销。智慧仓储和物流,对每个货品进行实时跟踪定位,提高货品的管理,供应及调度效率;

人员资产管理,实验室或者医院等地的设备的情况的跟踪,煤矿企业对于地下恶劣环境中工人人生安全的管理;服务机器人,工业机器人的定位导航,高新科技AR/VR的定位应用等。

目前都有哪些技术?

室内定位是室外定位的延伸,由于其所处环境遮挡物更加密集,相比室外定位要求精度更高,覆盖范围更加广。室内定位技术研究方向呈现多元化,WSN定位;UWB定位;wifi定位;蓝牙;Zigbee;RFID;超声波;LED;激光;LiFi;计算机视觉,磁场定位等。结合现在的需求,室内定位技术的研究可谓百家争鸣。

WSN定位

WSN定位,无线传感器网络定位。该定位方法通过多个随机布放的传感器节点,这些节点以自组织的方式相互协调工作。确定某个移动或者不移动节点的相对位置,然后通过想要的定位算法确定该节点的位置。无线传感器网络组网简单,成本低。但同时传感器节点能量有限,可靠性差,节点规模大且随机布放,定位距离有限等。目前WSN定位多用于环境监测,灾难监测,煤矿安全生产监测等既定位置等场景之中。

RFID定位

RFID,又称无线射频识别。无线射频识别技术主要利用射频方式进行非接触式双向通信交换数据以达到识别和定位的目的。这种技术作用距离短,一般最长为几十米。无法进行实时定位,定位精确度低。但标识的体积比较小,造价比较低,目前也得到了广泛应用。主要应用在仓库、煤矿、货物跟踪、安检、ETC、办公考勤等。

超宽带技术(UWB)

超宽带技术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。其优点在于穿透力强、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。

WiFi定位

无线局域网络(WLAN)是一种全新的信息获取平台,可以在广泛的应用领域内实现复杂的大范围定位、监测和追踪任务。WiFi定位系统采用经验测试和信号传播模型相结合的方式,易于安装,所需基站数量较少,降低部署成本低,网络结构,系统总精度高。缺点在于wifi网络抗干扰能力差,功耗偏高,定位精度在几米左右。目前在室内商业营销技术方案中常用到。

各种定位技术在参数上略有不同,使用不同的应用场景。但契合目前不同的应用场景均在不断的发展与完善当中,更高精度,更低功耗,更快速的响应。

尽管研究成果多样,室内定位面临很多独特的挑战

由于室内环境相对室外遮挡行更强,布局更为复杂,精细,不同建筑物内部的布局均有所不同,需要定位技术具有更高的定位精度来分辨不同的环境特征。 而同时由于定位的场景的多样也呈现出碎片化需求,因此在实际布局当中要考虑以下几个方面:定位精度、覆盖范围、可靠性、成本、功耗、可扩展性和响应时间。

室内定位技术所面临的挑战还有很多,当物联网大力发展,定位需求大规模应用,这些挑战会成为行业不得不面对的问题。首先,精度和可靠性,现有的单一定位技术很难满足不同的精度和环境动态特性所带来的可靠性要求。 其次,从提高覆盖的角度,现有的技术基本上都依赖定位数据库,而数据库的产生大多依赖人工的现场勘测,这样带来的布局和维护成本很高。从应用的角度,要求所采用的定位技术功耗低,不增加额外成本。

 

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