室內定位技術有哪些_七大室內定位技術詳解

　　七大室內定位技術

　　1、紅外線定位技術

　　紅外線室內定位有兩種，第一種是被定位目標使用紅外線IR標識作為移動點，發(fā)射調制的紅外射線，通過安裝在室內的光學傳感器接收進行定位;第二種是通過多對發(fā)射器和接收器織紅外線網(wǎng)覆蓋待測空間，直接對運動目標進行定位。

　　紅外線的技術已經(jīng)非常成熟，用于室內定位精度相對較高，但是由于紅外線只能視距傳播，穿透性極差（可以參考家里的電視遙控器），當標識被遮擋時就無法正常工作，也極易受燈光、煙霧等環(huán)境因素影響明顯。加上紅外線的傳輸距離不長，使其在布局上，無論哪種方式，都需要在每個遮擋背后、甚至轉角都安裝接收端，布局復雜，使得成本提升，而定位效果有限。

　　紅外線室內定位技術比較適用于實驗室對簡單物體的軌跡精確定位記錄以及室內自走機器人的位置定位。

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　　2、超聲波室內定位技術

　　超聲波室內定位系統(tǒng)是基于超聲波測距系統(tǒng)而開發(fā)，由若干個應答器和主測距器組成：主測距器放置在被測物體上，向位置固定的應答器發(fā)射同無線電信號，應答器在收到信號后向主測距器發(fā)射超聲波信號，利用反射式測距法和三角定位等算法確定物體的位置。

　　超聲波室內定位整體精度很高，達到了厘米級，結構相對簡單，有一定的穿透性而且超聲波本身具有很強的抗干擾能力，但是超聲波在空氣中的衰減較大，不適用于大型場合，加上反射測距時受多徑效應和非視距傳播影響很大，造成需要精確分析計算的底層硬件設施投資，成本太高。

　　超聲波定位技術在數(shù)碼筆上已經(jīng)被廣泛利用，而海上探礦也用到了此類技術，室內定位技術還主要用于無人車間的物品定位。

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　　3、射頻識別（RFID）室內定位技術

　　射頻識別室內定位技術利用射頻方式，固定天線把無線電信號調成電磁場，附著于物品的標簽進過磁場后感應電流生成把數(shù)據(jù)傳送出去，以多對雙向通信交換數(shù)據(jù)以達到識別和三角定位的目的。（感應門禁卡和商場防盜系統(tǒng)用的就是這種技術）

　　射頻識別室內定位技術作用距離很近，但它可以在幾毫秒內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，而且標識的體積比較小，造價比較低。但其不具有通信能力，抗干擾能力較差，不便于整合到其他系統(tǒng)之中，且用戶的安全隱私保障和國際標準化都不夠完善。

　　射頻識別室內定位已經(jīng)被倉庫、工廠、商場廣泛使用在貨物、商品流轉定位上。

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　　4、藍牙室內定位技術

　　藍牙室內技術是利用在室內安裝的若干個藍牙局域網(wǎng)接入點，把網(wǎng)絡維持成基于多用戶的基礎網(wǎng)絡連接模式，并保證藍牙局域網(wǎng)接入點始終是這個微微網(wǎng)（piconet）的主設備，然后通過測量信號強度對新加入的盲節(jié)點進行三角定位。

　　藍牙室內定位技術最大的優(yōu)點是設備體積小、短距離、低功耗，容易集成在手機等移動設備中。只要設備的藍牙功能開啟，就能夠對其進行定位。藍牙傳輸不受視距的影響，但對于復雜的空間環(huán)境，藍牙系統(tǒng)的穩(wěn)定性稍差，受噪聲信號干擾大且在于藍牙器件和設備的價格比較昂貴。

　　藍牙室內定位主要應用于對人的小范圍定位，例如單層大廳或商店?，F(xiàn)在已經(jīng)被某些廠商開始用于LBS推廣。

　　5、Wi-Fi室內定位技術

　　Wi-Fi定位技術有兩種，一種是通過移動設備和三個無線網(wǎng)絡接入點的無線信號強度，通過差分算法，來比較精準地對人和車輛的進行三角定位。另一種是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（“指紋”定位）。

　　Wi-Fi定位可以在廣泛的應用領域內實現(xiàn)復雜的大范圍定位、監(jiān)測和追蹤任務，總精度比較高，但是用于室內定位的精度只能達到2米左右，無法做到精準定位。由于Wi-Fi路由器和移動終端的普及，使得定位系統(tǒng)可以與其他客戶共享網(wǎng)絡，硬件成本很低，而且Wi-Fi的定位系統(tǒng)可以降低了射頻（RF）干擾可能性。

　　Wi-Fi定位適用于對人或者車的定位導航，可以于醫(yī)療機構、主題公園、工廠、商場等各種需要定位導航的場合。

　　6、ZigBee室內定位技術

　　ZigBee室內定位技術通過若干個待定位的盲節(jié)點和一個已知位置的參考節(jié)點與網(wǎng)關之間形成組網(wǎng)，每個微小的盲節(jié)點之間相互協(xié)調通信以實現(xiàn)全部定位。

　　ZigBee是一種新興的短距離、低速率無線網(wǎng)絡技術，這些傳感器只需要很少的能量，以接力的方式通過無線電波將數(shù)據(jù)從一個節(jié)點傳到另一個節(jié)點，作為一個低功耗和低成本的通信系統(tǒng)，ZigBee的工作效率非常高。但ZigBee的信號傳輸受多徑效應和移動的影響都很大，而且定位精度取決于信道物理品質、信號源密度、環(huán)境和算法的準確性，造成定位軟件的成本較高，提高空間還很大。

　　ZigBee室內定位已經(jīng)被很多大型的工廠和車間作為人員在崗管理系統(tǒng)所采用。

　　7、超寬帶室內定位技術

　　超寬帶定位技術是一種全新的、與傳統(tǒng)通信定位技術有極大差異的新技術。它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。

　　超寬帶通信不需要使用傳統(tǒng)通信體制中的載波，而是通過發(fā)送和接收具有納秒或納秒級以下的極窄脈沖來傳輸數(shù)據(jù)，因此具有GHz量級的帶寬。由于超寬帶定位技術具有穿透力強、抗多徑效果好、安全性高、系統(tǒng)復雜度低、能提供精確定位精度等優(yōu)點，前景相當廣闊。但由于新加入的盲節(jié)點也需要主動通信使得功耗較高，而且事先也需要布局，使得成本還無法降低。

　　超寬帶室內定位可用于各個領域的室內精確定位和導航，包括人和大型物品，例如汽車地庫停車導航、礦井人員定位、貴重物品倉儲等。

　　室內定位的常用算法

　?。ㄒ唬┱憬髮W的INEMO系統(tǒng)

　　該種技術據(jù)稱有兩種方案，綜合房間級（精度10m）和辦公室隔間級（精度1至2米），INEMO通過用戶攜帶的節(jié)點與鄰近房間Beacon節(jié)點的信息交互，由信號強度判斷出用戶所處的房間。

　　這一技術的成本固然降下來了，但是，它的精度和其他性能也降下來了，在一些特殊的場合可能能夠相對有效的使用，但在室內定位技術大范圍有效應用的市場需求下，并不能滿足用戶，也就因此而不為人知了。

　?。ǘ┨O果公司的iBeacon

　　iBeacon是由蘋果公司于2013年推出的室內定位系統(tǒng)，后來又制定了iBeacon認證標準，準備在全球推行。它的Beacon節(jié)點配備有低功耗藍牙（BLE）通信功能的設備，工作時使用BLE技術向周圍發(fā)送自己特有的ID，接收到相應信號的應用軟件會根據(jù)該ID含有的信息進行處理，從而能夠實現(xiàn)判斷位置，投放廣告之類的功能。

　　低功耗藍牙相比于之前的傳統(tǒng)藍牙技術在功耗和效率方面有顯著提高，有多家不同的iBeacon廠商對實際的產(chǎn)品進行實驗，在得出的報告中，電池的壽命一般能維持在1到24個月。

　　可由于他巨大的成本投資，繁雜的部署和運維過程，以及在非理想的條件下，有報告稱其誤差達到5m左右的消息的出現(xiàn)，都使得該系統(tǒng)的大規(guī)模推行處在一個剛起步到一定程度后便進入瓶頸狀態(tài)的尷尬階段。

　?。ㄈ┲Z基亞的HAIP技術

　　該項技術融入藍牙，計劃成為其協(xié)議的一部分，當完成這一預期目標時，只要你的設備帶有藍牙模塊，就能夠使用這種技術進行定位，藍牙會配合在室內安裝的一種定位發(fā)射臺，通過這兩者之間的通信完成定位。據(jù)諾基亞的官方消息，該技術的準確度和精度可靠性比WLAN有一定的提高，可以達到一米以下，辦公室環(huán)境里甚至可以達到30厘米，而且不受環(huán)境因素影響。一個發(fā)射臺可以覆蓋100米的距離，在較高的屋頂安裝，覆蓋范圍可以達到1000平方米。低功耗的特點也非常的突出，發(fā)射臺使用一般的鈕扣電池就可以使用兩年以上。

　　由于藍牙基站的不普及，這樣就造成室內精確定位成本較高，如果要實現(xiàn)精度上的達標，就要在裝配，運行維護方面進行大量長期的投入，并且在大型商場，多層地下車庫，軍事場地等主要環(huán)境非常復雜多變的地方，由于可能會出現(xiàn)多層混凝土之類的結構，即使發(fā)射臺安裝在屋頂上也一樣可能無法保證精度。而直至現(xiàn)在，該技術也沒有什么明顯的跡象付諸實施，該技術也似乎被暫時冷落了。

　　其他的室內定位系統(tǒng)例如微軟研發(fā)中心的Radar系統(tǒng)，早期的采用超聲波技術和三角測量定位技術的ActiveBat定位系統(tǒng)，MIT的Cricket位置支持系統(tǒng)以及高通的Gimbal等等系統(tǒng)基本上也都是采用電磁波，紅外線，超聲波等介質，信號類型和算法也基本上同門同類。

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　　室內定位解決方案的要求

　　精度：對精度的要求不同的應用差別很大，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和解決方案可以在多大的范圍內提供滿足精度的覆蓋。有些技術需要相應或專用的基礎設施支撐并結合相應的定位終端使用，這樣它的覆蓋就只是布局了相應技術的環(huán)境范圍。

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

　　成本和復雜度：成本和復雜度指標涵蓋兩個方面。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雜度，包括布局與維護定位所需要的設施和采集相關的數(shù)據(jù)庫。

　　功耗：定位所產(chǎn)生的功耗是一個很重要的指標尤其對使用電池的移動設備，如果功耗大很快使設備沒電了，就限制了用戶的使用。有調查表明，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)境和應用的能力。

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