国产午夜男女在线|欧美日本一道高清国产|亚洲日韩乱码中文字幕|麻豆国产97在线精品一区|日韩一区2区三区另类图片|亚洲精品国产99在线观看|亚洲国产午夜福利精品大秀在线|一级做a爰片性色毛片免费网站

您當(dāng)前的位置 :寧夏資訊網(wǎng) > 資訊 >  內(nèi)容正文
投稿

物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)超全解析!定位技術(shù)正在從室外走向室內(nèi)

寧夏資訊網(wǎng) 2020-08-17 11:27:19 來源: 閱讀:-

物聯(lián)網(wǎng)定位可以按照使用場景的不同劃分為室內(nèi)定位和室外定位兩大類,因為場景不同,需求也就不同,所以分別采用的定位技術(shù)也不盡相同。

物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)超全解析!定位技術(shù)正在從室外走向室內(nèi)

早在15世紀(jì),當(dāng)人類開始探索海洋的時候,定位技術(shù)也隨之催生。當(dāng)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。

人類為了不讓自己迷失在茫茫大自然中,先后發(fā)明羅盤、指南針等工具,衛(wèi)星定位的問世,解決了"我在哪里"的問題。在高度城市化的今天,室內(nèi)空間越來越龐大復(fù)雜。人類戰(zhàn)勝了大自然,卻在自己構(gòu)筑的鋼筋水泥中迷了路。

隨著社會的進步和科技的發(fā)展,定位技術(shù)在技術(shù)手段、定位精度、可用性等方面均取得質(zhì)的飛越,并且逐步從航海、航天、航空、測繪、軍事、自然災(zāi)害預(yù)防等"高大上"的領(lǐng)域逐步滲透社會生活的方方面面,成為人們?nèi)粘V胁豢苫蛉钡闹匾獞?yīng)用——比如人員搜尋、位置查找、交通管理、車輛導(dǎo)航與路線規(guī)劃等等……

在醫(yī)院,即使有樓層分布圖以及引導(dǎo)標(biāo)志,但看病的大部分時間仍然會浪費在尋找科室上。在停車場,找不著停車位而四處亂轉(zhuǎn)的人也比比皆是。在越來越迫切的需求下,近年室內(nèi)定位引起了高度的關(guān)注。

室內(nèi)定位顧名思義就是在室內(nèi)環(huán)境中實現(xiàn)定位。其意義,諾基亞在多年前闡述他們?yōu)槭裁匆鍪覂?nèi)定位時,把問題說得很明白了。

物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)超全解析!定位技術(shù)正在從室外走向室內(nèi)

總體來說,定位可以按照使用場景的不同劃分為室內(nèi)定位和室外定位兩大類,因為場景不同,需求也就不同,所以分別采用的定位技術(shù)也不盡相同。

物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)超全解析!定位技術(shù)正在從室外走向室內(nèi)

一、成熟的室外定位技術(shù)

目前應(yīng)用于室外定位的主流技術(shù)主要有衛(wèi)星定位和基站定位兩種。

1. 衛(wèi)星定位

衛(wèi)星定位即是通過接收衛(wèi)星提供的經(jīng)緯度坐標(biāo)信號來進行定位,衛(wèi)星定位系統(tǒng)主要有:美國全球定位系(GPS)、俄羅斯格洛納斯(GLONASS)、歐洲伽利略(GALILEO)系統(tǒng)、中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),其中GPS系統(tǒng)是現(xiàn)階段應(yīng)用最為廣泛、技術(shù)最為成熟的衛(wèi)星定位技術(shù)。

物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)超全解析!定位技術(shù)正在從室外走向室內(nèi)

GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)由三部分組成:空間部分、地面控制部分、用戶設(shè)備部分。

空間部分是由24顆工作衛(wèi)星組成,它們均勻分布在6個軌道面上(每個軌道面4顆),衛(wèi)星的分布使得在全球任何地方、任何時間都可觀測到4顆以上的衛(wèi)星,并能保持良好定位解算精度的幾何圖象;

控制部分主要由監(jiān)測站、主控站、備用主控站、信息注入站構(gòu)成,主要負(fù)責(zé)GPS衛(wèi)星陣的管理控制;

用戶設(shè)備部分主要是GPS接收機,主要功能是接收GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號,獲得定位信息和觀測量,經(jīng)數(shù)據(jù)處理實現(xiàn)定位。

物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)超全解析!定位技術(shù)正在從室外走向室內(nèi)

GPS的定位原理說白了就是通過四顆已知位置的衛(wèi)星來確定GPS接收器的位置。

要達到這一目的,衛(wèi)星的位置可以根據(jù)星載時鐘所記錄的時間在衛(wèi)星星歷中查出。而用戶到衛(wèi)星的距離則通過紀(jì)錄衛(wèi)星信號傳播到用戶所經(jīng)歷的時間,再將其乘以光速得到(由于大氣層電離層的干擾,這一距離并不是用戶與衛(wèi)星之間的真實距離,而是偽距)。

物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)超全解析!定位技術(shù)正在從室外走向室內(nèi)

當(dāng)GPS衛(wèi)星正常工作時,會不斷地用1和0二進制碼元組成的偽隨機碼(簡稱偽碼)發(fā)射導(dǎo)航電文。導(dǎo)航電文包括衛(wèi)星星歷、工作狀況、時鐘改正、電離層時延修正、大氣折射修正等信息。然而,由于用戶接受機使用的時鐘與衛(wèi)星星載時鐘不可能總是同步,所以除了用戶的三維坐標(biāo)x、y、z外,還要引進一個變量t即衛(wèi)星與接收機之間的時間差作為未知數(shù),然后用4個方程將這4個未知數(shù)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個衛(wèi)星的信號。

衛(wèi)星定位雖然精度高、覆蓋廣,但其成本昂貴、功耗大,并不適合于所有用戶。

2. 基站定位

基站定位一般應(yīng)用于手機用戶,手機基站定位服務(wù)又叫做移動位置服務(wù)(LBS,LocationBasedService),它是通過電信移動運營商的網(wǎng)絡(luò)(如GSM網(wǎng))獲取移動終端用戶的位置信息。

物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)超全解析!定位技術(shù)正在從室外走向室內(nèi)

手機等移動設(shè)備在插入sim卡開機以后,會主動搜索周圍的基站信息,與基站建立聯(lián)系,而且在可以搜索到信號的區(qū)域,手機能搜索到的基站不止一個,只不過遠近程度不同,再進行通信時會選取距離最近、信號最強的基站作為通信基站。其余的基站并不是沒有用處了,當(dāng)你的位置發(fā)生移動時,不同基站的信號強度會發(fā)生變化,如果基站A的信號不如基站B了,手機為了防止突然間中斷鏈接,會先和基站B進行通信,協(xié)調(diào)好通信方式之后就會從A切換到B。這也就是為什么同樣是待機一天,你在火車上比在家里耗電要多的原因,手機需要不停的搜索、連接基站。

物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)超全解析!定位技術(shù)正在從室外走向室內(nèi)

基站定位的原理也很簡單:我們知道,距離基站越遠,信號越差,根據(jù)手機收到的信號強度可以大致估計距離基站的遠近,當(dāng)手機同時搜索到至少三個基站的信號時(現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)覆蓋這是很輕松的一件事情),大致可以估計出距離基站的遠近;基站在移動網(wǎng)絡(luò)中是唯一確定的,其地理位置也是唯一的,也就可以得到三個基站(三個點)距離手機的距離,根據(jù)三點定位原理,只需要以基站為圓心,距離為半徑多次畫圓即可,這些圓的交點就是手機的位置。

由于基站定位時,信號很容易受到干擾,所以先天就決定了它定位的不準(zhǔn)確性,精度大約在150米左右,基本無法開車導(dǎo)航。定位條件是必須在有基站信號的位置,手機處于sim卡注冊狀態(tài)(飛行模式下開wifi和拔出sim卡都不行),而且必須收到3個基站的信號,無論是否在室內(nèi)。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的情況下快速大體了解下你的位置。

二、定位技術(shù)從室外走向室內(nèi)

GPS和基站定位技術(shù)基本滿足了用戶在室外場景中對位置服務(wù)的需求。然而,衛(wèi)星無法在室內(nèi)定位,人的一生當(dāng)中有80%的時間是在室內(nèi)度過的,個人用戶、服務(wù)機器人、新型物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等大量的定位需求也發(fā)生在室內(nèi);而室內(nèi)場景受到建筑物的遮擋,GNSS信號快速衰減,甚至完全拒止,無法滿足室內(nèi)場景中導(dǎo)航定位的需要。

近年來,位置服務(wù)的相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)正從室外向室內(nèi)發(fā)展,以提供無所不在的基于位置的服務(wù),其主要推動力是室內(nèi)位置服務(wù)所能帶來的巨大的應(yīng)用和商業(yè)潛能。許多公司包括OS提供商、服務(wù)提供商,設(shè)備和芯片提供商都在競爭這個市場。

物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)超全解析!定位技術(shù)正在從室外走向室內(nèi)

商業(yè)應(yīng)用中,根據(jù)不同的應(yīng)用場景,室內(nèi)定位技術(shù)又分消費級和工業(yè)級。

消費市場應(yīng)用有:商場導(dǎo)購、停車場反向?qū)ぼ嚒⒓胰朔雷呱⒌?。對定位精度要求不高?m的精度已經(jīng)可以滿足大多數(shù)應(yīng)用,不過它要求系統(tǒng)兼容現(xiàn)已普及的移動智能終端。

企業(yè)市場應(yīng)用有:人流監(jiān)控和分析、智能制造、緊急救援和人員資產(chǎn)管理等。工業(yè)級技術(shù)的定位精度要求更高,要區(qū)分操作對象、人群中的個人等,與專用標(biāo)簽和傳感器配套使用,一般不考慮與現(xiàn)有智能終端的兼容性。

物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)超全解析!定位技術(shù)正在從室外走向室內(nèi)

1. 室內(nèi)定位應(yīng)用

室內(nèi)定位即通過技術(shù)手段獲知人們在室內(nèi)所處的實時位置或者行動軌跡?;谶@些信息能夠?qū)崿F(xiàn)多種應(yīng)用。大型商場中的商戶能夠通過室內(nèi)定位技術(shù)獲知哪些地方人流量最大,客人們通常會選擇哪些行動路線等,從而更科學(xué)地布置柜臺或者選擇舉辦促銷活動的地點。

物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)超全解析!定位技術(shù)正在從室外走向室內(nèi)

客人也可以利用室內(nèi)定位技術(shù)更方便地找到所需購買物品的擺放區(qū)域,并獲得前往該處的最佳路線。家長不用再擔(dān)心孩子在商場中走失,通過室內(nèi)定位技術(shù)可以實時定位孩子的位置。公司的管理者則可以運用室內(nèi)定位技術(shù)實時獲知室內(nèi)的人員狀況,從而更好地優(yōu)化空調(diào)的使用等,達到節(jié)能減排的目的,還能夠有效提高安全保衛(wèi)的水平。

通過部署室內(nèi)定位技術(shù),電信運營商能夠更好地找到室內(nèi)覆蓋的"盲點"和"熱點"區(qū)域,更好地在室內(nèi)為用戶提供通信服務(wù)。

2. 室內(nèi)定位面臨的挑戰(zhàn)

和室外定位相比,室內(nèi)定位面臨很多獨特的挑戰(zhàn),比如說室內(nèi)的環(huán)境動態(tài)性很強,可以說是多種多樣,不同的大廈會有不同的室內(nèi)布局;室內(nèi)的環(huán)境更加精細,由此也需要更高的精度來分辨不同的特征。

那么實用的室內(nèi)定位解決方案都需要滿足那些要求呢?

主要包括以下幾個方面:

精度、覆蓋范圍、可靠性、成本、功耗、可擴展性和響應(yīng)時間。

物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)超全解析!定位技術(shù)正在從室外走向室內(nèi)

精度:對精度的要求不同的應(yīng)用差別很大,比如在超市或倉庫找一個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特定的品牌或餐館,5-10米的精度就能滿足要求。

覆蓋范圍:覆蓋范圍主要是指一個技術(shù)和解決方案可以在多大的范圍內(nèi)提供滿足精度的覆蓋。有些技術(shù)需要相應(yīng)或?qū)S玫幕A(chǔ)設(shè)施支撐并結(jié)合相應(yīng)的定位終端使用,這樣它的覆蓋就只是布局了相應(yīng)技術(shù)的環(huán)境范圍。

可靠性:前面提到室內(nèi)環(huán)境動態(tài)性很強,會經(jīng)常發(fā)生改變,比如商場的設(shè)置和隔斷會經(jīng)常發(fā)生變化。另一方面,定位所依賴的基礎(chǔ)設(shè)施也會經(jīng)常發(fā)生變化。舉個例子,一些大型的會議,參展商會架設(shè)自己的WiFi熱點,這些設(shè)施會動態(tài)變化位置,甚至有時開有時關(guān),如果定位技術(shù)是基于WiFi的,可靠的系統(tǒng)應(yīng)該不會受到這些因素的影響。

成本和復(fù)雜度:成本和復(fù)雜度指標(biāo)涵蓋兩個方面。一個是定位終端的成本,是不是可以用終端已有的硬件而不添加新的硬件。另一方面是布局和維護的成本及其復(fù)雜度,包括布局與維護定位所需要的設(shè)施和采集相關(guān)的數(shù)據(jù)庫。

功耗:定位所產(chǎn)生的功耗是一個很重要的指標(biāo)尤其對使用電池的移動設(shè)備,如果功耗大很快使設(shè)備沒電了,就限制了用戶的使用。有調(diào)查表明,電池消耗過快是很多用戶不開啟定位功能的一個主要因素。所以,如果要實現(xiàn)隨時隨地的位置感知,必須降低定位所增加的設(shè)備額外功耗。

可擴展性:可擴展性指一個解覺方案擴展到更大的覆蓋范圍使用的能力,和方便地移植到不同的環(huán)境和應(yīng)用的能力。

響應(yīng)時間:系統(tǒng)給出一個位置更新所需的時間是響應(yīng)時間,不同的應(yīng)用需求不同,比如移動用戶和導(dǎo)航應(yīng)用需要快的位置更新。

三、蓬勃發(fā)展的室內(nèi)定位技術(shù)

目前室內(nèi)定位常用的定位方法,從原理上主要分為七種:鄰近探測法、質(zhì)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。

物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)超全解析!定位技術(shù)正在從室外走向室內(nèi)

不同的室內(nèi)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。上表對主要的觀測量進行簡要的介紹。

根據(jù)上面介紹的定位原理和觀測量,衍生出了多種室內(nèi)定位技術(shù),下面將對主流的室內(nèi)定位技術(shù)進行簡要介紹。

室內(nèi)定位技術(shù)門派:

與室外衛(wèi)星定位一統(tǒng)天下的情況不一樣,室內(nèi)定位各種技術(shù)呈現(xiàn)出百花齊放的場景。

物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)超全解析!定位技術(shù)正在從室外走向室內(nèi)

室內(nèi)定位的商業(yè)價值跟精度成正比。當(dāng)精度是3-5米的時候,能判定你是站在7-11便利店門口還是杰克瓊斯門口。當(dāng)精度是1米的時候,則能判定你是站在可口可樂的貨架前還是杜蕾斯的貨架前。

主流技術(shù)有以下幾種:

1. WiFi定位技術(shù)

目前WiFi是相對成熟且應(yīng)用較多的技術(shù),這幾年有不少公司投入到了這個領(lǐng)域。

WiFi定位一般采用"近鄰法"判斷,即最靠近哪個熱點或基站,即認(rèn)為處在什么位置,如附近有多個信源,則可以通過交叉定位(三角定位),提高定位精度。

物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)超全解析!定位技術(shù)正在從室外走向室內(nèi)

由于WiFi已普及,因此不需要再鋪設(shè)專門的設(shè)備用于定位。用戶在使用智能手機時開啟過Wi-Fi、移動蜂窩網(wǎng)絡(luò),就可能成為數(shù)據(jù)源。該技術(shù)具有便于擴展、可自動更新數(shù)據(jù)、成本低的優(yōu)勢,因此最先實現(xiàn)了規(guī)?;?/p>

不過,WiFi熱點受到周圍環(huán)境的影響會比較大,精度較低。為了做得準(zhǔn)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(shè)備的信號強度對比擁有巨量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫,來確定位置。

物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)超全解析!定位技術(shù)正在從室外走向室內(nèi)

由于采集工作需要大量的人員來進行,并且要定期進行維護,技術(shù)難以擴展,很少有公司能把國內(nèi)的這么多商場定期的更新指紋數(shù)據(jù)。

WiFi定位可以實現(xiàn)復(fù)雜的大范圍定位,但精度只能達到2米左右,無法做到精準(zhǔn)定位。因此適用于對人或者車的定位導(dǎo)航,可以于醫(yī)療機構(gòu)、主題公園、工廠、商場等各種需要定位導(dǎo)航的場合。

代表公司有:WIFISLAM、Sensewhere、圖聚智能

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(biāo)RFID標(biāo)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(biāo)簽所在位置。

物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)超全解析!定位技術(shù)正在從室外走向室內(nèi)

射頻識別室內(nèi)定位技術(shù)作用距離短,一般最長為幾十米。但它可以在幾毫秒內(nèi)得到厘米級定位精度的信息,且由于電磁場非視距等優(yōu)點,傳輸范圍很大,而且標(biāo)識的體積比較小,成本較低。同時由于其非接觸和非視距等優(yōu)點,可望成為優(yōu)選的室內(nèi)定位技術(shù)。

目前有大量成熟的商用定位方案基于RFID技術(shù),廣泛應(yīng)用于緊急救援、資產(chǎn)管理、人員追蹤等領(lǐng)域。

目前,射頻識別研究的熱點和難點在于理論傳播模型的建立、用戶的安全隱私和國際標(biāo)準(zhǔn)化等問題。優(yōu)點是標(biāo)識的體積比較小,造價比較低,但是作用距離近,不具有通信能力,抗干擾能力較差,而且不便于整合到其他系統(tǒng)之中,無法做到精準(zhǔn)定位,布設(shè)讀卡器和天線需要有大量的工程實踐經(jīng)驗難度大。

3. 紅外技術(shù)

紅外線是一種波長在無線電波和可見光波之間的電磁波。紅外定位主要有兩種具體實現(xiàn)方法,一種是將定位對象附上一個會發(fā)射紅外線的電子標(biāo)簽,通過室內(nèi)安放的多個紅外傳感器測量信號源的距離或角度,從而計算出對象所在的位置。

物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)超全解析!定位技術(shù)正在從室外走向室內(nèi)

這種方法在空曠的室內(nèi)容易實現(xiàn)較高精度,可實現(xiàn)對紅外輻射源的被動定位,但紅外很容易被障礙物遮擋,傳輸距離也不長,因此需要大量密集部署傳感器,造成較高的硬件和施工成本。此外紅外易受熱源、燈光等干擾,造成定位精度和準(zhǔn)確度下降。

該技術(shù)目前主要用于軍事上對飛行器、坦克、導(dǎo)彈等紅外輻射源的被動定位,此外也用于室內(nèi)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(wǎng),即通過多對發(fā)射器和接收器織成的紅外線網(wǎng)覆蓋待測空間,直接對運動目標(biāo)進行定位。

物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)超全解析!定位技術(shù)正在從室外走向室內(nèi)

這種方式的優(yōu)勢在于不需要定位對象攜帶任何終端或標(biāo)簽,隱蔽性強,常用于安防領(lǐng)域。劣勢在于要實現(xiàn)精度較高的定位需要部署大量紅外接收和發(fā)射器,成本非常高,因此只有高等級的安防才會采用此技術(shù)。

4. 超聲波技術(shù)

超聲波定位主要采用反射式測距法,通過多邊定位等方法確定物體位置,系統(tǒng)由一個主測距器和若干接收器組成,主測距儀可放置在待測目標(biāo)上,接收器固定于室內(nèi)環(huán)境中。定位時,向接收器發(fā)射同頻率的信號,接收器接收后又反射傳輸給主測距器,根據(jù)回波和發(fā)射波的時間差計算出距離,從而確定位置。

物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)超全解析!定位技術(shù)正在從室外走向室內(nèi)

定位過程如下:先由上位機發(fā)送同頻率的信號給各個電子標(biāo)簽,電子標(biāo)簽接收到后又反射傳輸給主測距器,從而可以確定各個電子標(biāo)簽到主測距器之間的距離,并得到定位坐標(biāo)。

目前,比較流行的基于超聲波室內(nèi)定位的技術(shù)還有兩種:

一種為將超聲波與射頻技術(shù)結(jié)合進行定位。由于射頻信號傳輸速率接近光速,遠高于射頻速率,那么可以利用射頻信號先激活電子標(biāo)簽而后使其接收超聲波信號,利用時間差的方法測距。這種技術(shù)成本低,功耗小,精度高。

另一種為多超聲波定位技術(shù)。該技術(shù)采用全局定位,可在移動機器人身上4個朝向安裝4個超聲波傳感器,將待定位空間分區(qū),由超聲波傳感器測距形成坐標(biāo),總體把握數(shù)據(jù),抗干擾性強,精度高,而且可以解決機器人迷路問題。

超聲波定位精度可達厘米級,精度比較高。缺陷是超聲波在傳輸過程中衰減明顯從而影響其定位有效范圍。

超聲波定位整體定位精度較高,結(jié)構(gòu)簡單,但超聲波受多徑效應(yīng)和非視距傳播影響很大,且超聲波頻率受多普勒效應(yīng)和溫度影響,同時也需要大量基礎(chǔ)硬件設(shè)施,成本較高。

代表公司:Shopkick

5. 藍牙信標(biāo)技術(shù)

藍牙信標(biāo)技術(shù)目前部署的也比較多,也是相對比較成熟的技術(shù)。藍牙跟WiFi的區(qū)別不是太大,精度會比WiFi稍微高一點。該技術(shù)最先由諾基亞最先發(fā)起,但影響不大。2013年,蘋果發(fā)布了基于藍牙4.0低功耗協(xié)議(BLE)的iBeacon協(xié)議,主要針對零售業(yè)應(yīng)用,引起廣泛關(guān)注。

物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)超全解析!定位技術(shù)正在從室外走向室內(nèi)

iBeacon藍牙信標(biāo)技術(shù)的正常運作,需要藍牙信標(biāo)硬件、智能終端上的應(yīng)用、云端上的應(yīng)用后臺協(xié)同工作。信標(biāo)通過藍牙向周圍廣播自身的ID,終端上的應(yīng)用在獲得附近信標(biāo)的ID后會采取相應(yīng)行動,如從云端后臺拉取此ID對應(yīng)的位置信息、營銷資訊等。終端可以測量其所在處的接收信號強度,以此估算與信標(biāo)間的距離。因此,只要終端附近有三個或以上信標(biāo),就可以用三邊定位方法計算出終端的位置。

物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)超全解析!定位技術(shù)正在從室外走向室內(nèi)

藍牙定位基于RSSI(Received Signal Strength Indication,信號場強指示)定位原理。根據(jù)定位端的不同,藍牙定位方式分為網(wǎng)絡(luò)側(cè)定位和終端側(cè)定位。

網(wǎng)絡(luò)側(cè)定位系統(tǒng)由終端(手機等帶低功耗藍牙的終端)、藍牙beacon節(jié)點,藍牙網(wǎng)關(guān),無線局域網(wǎng)及后端數(shù)據(jù)服務(wù)器構(gòu)成。其具體定位過程是:

(1)首先在區(qū)域內(nèi)鋪設(shè)beacon和藍牙網(wǎng)關(guān)。

(2)當(dāng)終端進入beacon信號覆蓋范圍,終端就能感應(yīng)到beacon的廣播信號,然后測算出在某beacon下的RSSI值通過藍牙網(wǎng)關(guān)經(jīng)過wifi網(wǎng)絡(luò)傳送到后端數(shù)據(jù)服務(wù)器,通過服務(wù)器內(nèi)置的定位算法測算出終端的具體位置。

終端側(cè)定位系統(tǒng)由終端設(shè)備(如嵌入SDK軟件包的手機)和beacon組成。其具體定位原理是:

(1)首先在區(qū)域內(nèi)鋪設(shè)藍牙信標(biāo)

(2)beacon不斷的向周圍廣播信號和數(shù)據(jù)包

(3)當(dāng)終端設(shè)備進入beacon信號覆蓋的范圍,測出其在不同基站下的RSSI值,然后再通過手機內(nèi)置的定位算法測算出具體位置。

物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)超全解析!定位技術(shù)正在從室外走向室內(nèi)

終端側(cè)定位一般用于室內(nèi)定位導(dǎo)航,精準(zhǔn)位置營銷等用戶終端;而網(wǎng)絡(luò)側(cè)定位主要用于人員跟蹤定位,資產(chǎn)定位及客流分析等情境之中。藍牙定位的優(yōu)勢在于實現(xiàn)簡單,定位精度和藍牙信標(biāo)的鋪設(shè)密度及發(fā)射功率有密切關(guān)系。并且非常省電,可通過深度睡眠、免連接、協(xié)議簡單等方式達到省電目的。

在蘋果強大的號召力影響下,大量創(chuàng)業(yè)公司爭先恐后涌入iBeacon應(yīng)用的開發(fā)和推廣。目前主要問題在于beacon電池更換,如果一個廠家部署了幾萬個beacon裝置,一年之后或者電池耗盡之后的電池更換工作量是很繁重的。

代表公司:Estimote、尋息電子

另,ZigBee技術(shù)和藍牙類似,故不再作介紹。

6. 慣性導(dǎo)航技術(shù)

這是一種純客戶端的技術(shù),主要利用終端慣性傳感器采集的運動數(shù)據(jù),如加速度傳感器、陀螺儀等測量物體的速度、方向、加速度等信息,基于航位推測法,經(jīng)過各種運算得到物體的位置信息。

物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)超全解析!定位技術(shù)正在從室外走向室內(nèi)

隨著行走時間增加,慣性導(dǎo)航定位的誤差也在不斷累積。需要外界更高精度的數(shù)據(jù)源對其進行校準(zhǔn)。所以現(xiàn)在慣性導(dǎo)航一般和WiFi指紋結(jié)合在一起,每過一段時間通過WiFi請求室內(nèi)位置,以此來對MEMS產(chǎn)生的誤差進行修正。該技術(shù)目前的商用得也比較成熟,在掃地機器人中得到廣泛應(yīng)用。

7. 超寬帶(UWB)定位技術(shù)

超寬帶(UWB)定位技術(shù)是近年來新興一項全新的、與傳統(tǒng)通信技術(shù)有極大差異的通信無線新技術(shù)。利用事先布置好的已知位置的錨節(jié)點和橋節(jié)點,與新加入的盲節(jié)點進行通訊,并利用三角定位或者"指紋"定位方式來確定位置。

它不需要使用傳統(tǒng)通信體制中的載波,而是通過發(fā)送和接收具有納秒或微秒級以下的極窄脈沖來傳輸數(shù)據(jù),從而具有3.1~10.6GHz量級的帶寬。目前,包括美國,日本,加拿大等在內(nèi)的國家都在研究這項技術(shù),在無線室內(nèi)定位領(lǐng)域具有良好的前景。

物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)超全解析!定位技術(shù)正在從室外走向室內(nèi)

UWB技術(shù)是一種傳輸速率高,發(fā)射功率較低,穿透能力較強并且是基于極窄脈沖的無線技術(shù),無載波。正是這些優(yōu)點,使它在室內(nèi)定位領(lǐng)域得到了較為精確的結(jié)果。

超寬帶可用于室內(nèi)精確定位,例如戰(zhàn)場士兵的位置發(fā)現(xiàn)、機器人運動跟蹤等。超寬帶系統(tǒng)與傳統(tǒng)的窄帶系統(tǒng)相比,具有穿透力強、功耗低、抗干擾效果好、安全性高、系統(tǒng)復(fù)雜度低、能提供精確定位精度等優(yōu)點。因此,超寬帶技術(shù)可以應(yīng)用于室內(nèi)靜止或者移動物體以及人的定位跟蹤與導(dǎo)航,且能提供十分精確的定位精度。根據(jù)不同公司使用的技術(shù)手段或算法不同,精度可保持在0.1m~0.5m。

從技術(shù)上看,無論是從定位精度、安全性、抗干擾、功耗等角度來分析,UWB無疑是最理想的工業(yè)定位技術(shù)之一。

物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)超全解析!定位技術(shù)正在從室外走向室內(nèi)

不過UWB的劣勢也很突出,一方面難以實現(xiàn)大范圍室內(nèi)覆蓋,另一方面系統(tǒng)建設(shè)成本遠高于RFID、藍牙信標(biāo)等技術(shù),這也限制了該技術(shù)的推廣和普及。

代表公司:Ubisense、中海達子公司聯(lián)睿電子、清華系公司清研訊科。

8. LED可見光技術(shù)

可見光是一個新興領(lǐng)域,通過對每個LED燈進行編碼,將ID調(diào)制在燈光上,燈會不斷發(fā)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(shù)據(jù)庫中確定對應(yīng)的位置信息,完成定位。

物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)超全解析!定位技術(shù)正在從室外走向室內(nèi)

根據(jù)燈光到達的角度進一步細化定位的結(jié)果,高通公司做到了厘米級定位精度。由于不需要額外部署基礎(chǔ)設(shè)施,終端數(shù)量的擴大對性能沒有任何的影響,并且可以達到一個非常高的精度,該技術(shù)被高通公司所看好。

目前,可見光技術(shù)在北美有很多商場已經(jīng)在部署。用戶下載應(yīng)用后,到達商場里的某一個貨架,通過檢測貨架周圍的燈光即可知曉具體位置,商家在通過這樣的方法向消費者推動商品的折扣等信息。

物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)超全解析!定位技術(shù)正在從室外走向室內(nèi)

代表企業(yè):華策光通信

9. 地磁定位技術(shù)

地磁定位技術(shù)是利用室內(nèi)不同位置的地磁場差異,來確定室內(nèi)位置。地球可視為一個磁偶極,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個部分?;敬艌鍪堑卮艌龅闹饕糠郑鹪从诘厍騼?nèi)部,比較穩(wěn)定,屬于靜磁場部分。變化磁場包括地磁場的各種短期變化,主要起源于地球內(nèi)部,相對比較微弱。

物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)超全解析!定位技術(shù)正在從室外走向室內(nèi)

現(xiàn)代建筑的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)會在局部范圍內(nèi)對地磁產(chǎn)生擾亂,指南針可能也會因此受到影響。原則上來說,非均勻的磁場環(huán)境會因其路徑不同產(chǎn)生不同的磁場觀測結(jié)果。而這種被稱為IndoorAtlas的定位技術(shù),正是利用地磁在室內(nèi)的這種變化進行室內(nèi)導(dǎo)航,并且導(dǎo)航精度已經(jīng)可以達到0.1米到2米。

不過使用這種技術(shù)進行導(dǎo)航的過程還是稍顯麻煩。你需要先將室內(nèi)樓層平面圖上傳到IndoorAtlas提供的地圖云中,然后你需要使用其移動客戶端實地記錄目標(biāo)地點不同方位的地磁場。記錄的地磁數(shù)據(jù)都會被客戶端上傳至云端,這樣其它人才能利用已記錄過的地磁進行精確室內(nèi)導(dǎo)航。

物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)超全解析!定位技術(shù)正在從室外走向室內(nèi)

百度于2014年戰(zhàn)略投資了地磁定位技術(shù)開發(fā)商IndoorAtlas,并于2015年6月宣布在自己的地圖應(yīng)用中使用其地磁定位技術(shù),將該技術(shù)與Wi-Fi熱點地圖、慣性導(dǎo)航技術(shù)聯(lián)合使用。

物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)超全解析!定位技術(shù)正在從室外走向室內(nèi)

精度高,宣傳商業(yè)應(yīng)用中,可以達到米級定位標(biāo)準(zhǔn),但磁信號容易受到環(huán)境中不斷變化的電、磁信號源干擾,定位結(jié)果不穩(wěn)定,精度會受影響。

10. 視覺定位

視覺定位系統(tǒng)可以分為兩類,一類是通過移動的傳感器(如攝像頭)采集圖像確定該傳感器的位置,另一類是固定位置的傳感器確定圖像中待測目標(biāo)的位置。根據(jù)參考點選擇不同又可以分為參考三維建筑模型、圖像、預(yù)部署目標(biāo)、投影目標(biāo)、參考其他傳感器和無參考。

物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)超全解析!定位技術(shù)正在從室外走向室內(nèi)

物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)超全解析!定位技術(shù)正在從室外走向室內(nèi)

參考3D建筑模型和圖像分別是以已有建筑結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫和預(yù)先標(biāo)定圖像進行比對。而為了提高魯棒性,參考預(yù)部署目標(biāo)使用布置好的特定圖像標(biāo)志(如二維碼)作為參考點;投影目標(biāo)則是在參考預(yù)部署目標(biāo)的基礎(chǔ)上在室內(nèi)環(huán)境投影參考點。參考其他傳感器則可以融合其他傳感器數(shù)據(jù)以提高精度、覆蓋范圍或魯棒性。

定位技術(shù)融合是趨勢

目前室內(nèi)定位技術(shù)處在不斷的發(fā)展中,是當(dāng)前熱門研究領(lǐng)域,有著良好的應(yīng)用前景。但是室內(nèi)定位技術(shù)實在太多,已嚴(yán)重阻礙行業(yè)發(fā)展,未來的趨勢一定是多種技術(shù)融合使用,實現(xiàn)優(yōu)勢互補,以面對復(fù)雜環(huán)境。其中成本越低、兼容性越好、精度越高的技術(shù)越容易普及。

定位技術(shù)的種類有幾十甚至上百種,而每種定位技術(shù)都有自己的優(yōu)缺點和適合的應(yīng)用場景,沒有絕對的勝負(fù)之分。根據(jù)不用的需求因地制宜的部署解決方案

物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)超全解析!定位技術(shù)正在從室外走向室內(nèi)

當(dāng)前還缺乏特別大規(guī)模的商用案例。行業(yè)主要存在以下難點:

1. 室內(nèi)環(huán)境復(fù)雜

室內(nèi)環(huán)境布局復(fù)雜多變,障礙物很多,包括家具、房間和行人等。同時室內(nèi)環(huán)境干擾源多,燈光、溫度、聲音等干擾源都會對定位造成一定影響。

2. 缺乏統(tǒng)一的規(guī)范

室內(nèi)定位技術(shù)眾多,各種技術(shù)都有自己的局限性,彼此間又在一定程度上存在互相競爭。市場相對混亂,極大地影響了室內(nèi)定位行業(yè)的發(fā)展。如室外定位衛(wèi)星定位成為事實上的標(biāo)準(zhǔn),目前沒有其他技術(shù)可以和衛(wèi)星定位進行競爭。

3. 精度與成本難以兼顧

目前的高精度室內(nèi)定位技術(shù)均需要比較昂貴的額外輔助設(shè)備或前期大量的人工處理,這些都大大制約了技術(shù)的推廣普及。低成本的定位技術(shù)則在定位精度上需要提高。在提供高精度定位的基礎(chǔ)上降低成本也是室內(nèi)定位的一個方向。



(正文已結(jié)束)

推薦閱讀:深圳之窗

免責(zé)聲明及提醒:此文內(nèi)容為本網(wǎng)所轉(zhuǎn)載企業(yè)宣傳資訊,該相關(guān)信息僅為宣傳及傳遞更多信息之目的,不代表本網(wǎng)站觀點,文章真實性請瀏覽者慎重核實!任何投資加盟均有風(fēng)險,提醒廣大民眾投資需謹(jǐn)慎!

網(wǎng)站簡介 - 聯(lián)系我們 - 營銷服務(wù) - XML地圖 - 版權(quán)聲明 - 網(wǎng)站地圖TXT
Copyright.2002-2019 寧夏資訊網(wǎng) 版權(quán)所有 本網(wǎng)拒絕一切非法行為 歡迎監(jiān)督舉報 如有錯誤信息 歡迎糾正