基于藍(lán)牙室內(nèi)定位的實(shí)時(shí)定位服務(wù)用于室內(nèi)機(jī)器人

對(duì)于許多在開(kāi)放天空下運(yùn)營(yíng)的企業(yè)來(lái)說(shuō)，GPS 的到來(lái)簡(jiǎn)直是天賜之物。有了它，第一輛車，后來(lái)的人，總能知道他們的精確位置。物聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)了新一輪的創(chuàng)新浪潮，通過(guò)云托管平臺(tái)授權(quán)的人可以實(shí)時(shí)看到這些職位。突然之間，物流公司可以找到他們的貨物，車隊(duì)經(jīng)理可以找到他們的車輛，維修人員可以找到他們的員工，農(nóng)民可以找到他們的牲畜。在引入 GPS 和物聯(lián)網(wǎng)幾十年后，實(shí)時(shí)定位系統(tǒng) （RTLS）的工業(yè)應(yīng)用仍在獲得動(dòng)力。

對(duì)于它已經(jīng)打開(kāi)的所有經(jīng)濟(jì)途徑，以及更多仍在籌備中的途徑，該技術(shù)有一個(gè)盲點(diǎn)：室內(nèi)空間。全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)依賴的信號(hào)非常微弱，即使是在完美信號(hào)條件下的戶外，它們也會(huì)被噪音淹沒(méi)。在高層建筑附近，由于陰影和多路徑干擾，它們會(huì)大大惡化。在室內(nèi)，它們基本上不可用。這使得室內(nèi)定位與室外 GPS 的性能相當(dāng)，這是公司多年來(lái)一直在尋求利用各種技術(shù)獲得股份的差距。

蜂窩信號(hào)、Wi-Fi、藍(lán)牙、UWB

深入建筑物的手機(jī)信號(hào)已被用于使用各種方法在室內(nèi)和室外提供位置估計(jì)，包括在具有蜂窩調(diào)制解調(diào)器的設(shè)備上進(jìn)行蜂窩網(wǎng)絡(luò)指紋識(shí)別。雖然粗略的位置估計(jì)通?？偙葲](méi)有好，即使在最好的情況下，所達(dá)到的精度仍然大大低于 GPS。5G以其密集的基站網(wǎng)絡(luò)和高頻信號(hào)，最終會(huì)帶來(lái)一些改進(jìn)。

配備 Wi-Fi 接收器的設(shè)備可以使用 Wi-Fi 指紋識(shí)別（10 米精度）或飛行時(shí)間方法（1-2 米精度）來(lái)定位自己相對(duì)于附近 Wi-Fi 熱點(diǎn)的位置。然而，它們相對(duì)較高的功率需求和設(shè)備成本讓物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備設(shè)計(jì)人員望而卻步。

配備藍(lán)牙的設(shè)備可以使用所謂的接收信號(hào)強(qiáng)度指示器 （RSSI）來(lái)確定它們與附近藍(lán)牙信標(biāo)的大致距離（5-10 米精度）。它的低成本和功耗以及藍(lán)牙在連接設(shè)備上的普及促成了藍(lán)牙 RSSI 的廣泛采用，用于消費(fèi)者和工業(yè)跟蹤標(biāo)簽，最突出的是用于 COVID-19 聯(lián)系人跟蹤應(yīng)用程序。

超寬帶 （UWB） 技術(shù)（0.1-1 米精度）在高端手機(jī)和其他高端智能設(shè)備中越來(lái)越受歡迎，與藍(lán)牙 RSSI 相輔相成，以提高丟失和被盜資產(chǎn)恢復(fù)用例的準(zhǔn)確性。使用由Tile等公司開(kāi)創(chuàng)的眾包位置跟蹤網(wǎng)絡(luò)，Apple 的 FindMy 網(wǎng)絡(luò)和三星 SmartThings Find 服務(wù)現(xiàn)在正在為其龐大的全球客戶群提供結(jié)合了 UWB 和藍(lán)牙的解決方案。

*近似數(shù)字。確切的值取決于每個(gè)部署的詳細(xì)信息。

用于高精度室內(nèi)定位的藍(lán)牙

加入競(jìng)爭(zhēng)的最新技術(shù)也建立在藍(lán)牙之上，特別是藍(lán)牙 5.1 中包含的一項(xiàng)功能：測(cè)向。使用藍(lán)牙測(cè)向，具有多天線陣列的固定錨點(diǎn)可以確定移動(dòng)標(biāo)簽發(fā)出的特殊藍(lán)牙信號(hào)的到達(dá)角 （AoA） 。當(dāng)標(biāo)簽的視線范圍內(nèi)有3個(gè)或更多錨點(diǎn)時(shí)，藍(lán)牙室內(nèi)定位系統(tǒng)可以將標(biāo)簽的位置三角定位到一米以內(nèi)。

藍(lán)牙測(cè)向和高精度室內(nèi)定位技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)包括其低功耗、藍(lán)牙硬件成本低、部署成本低，以及開(kāi)發(fā)基于藍(lán)牙的解決方案的公司現(xiàn)有的龐大生態(tài)系統(tǒng)。

用于倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)化的“室內(nèi) GPS”（以及更多。。.）

由于高度依賴位置感知，倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)化展示了藍(lán)牙室內(nèi)定位解決方案的許多優(yōu)勢(shì)。使用廉價(jià)、可重復(fù)使用的跟蹤器標(biāo)記商品可以簡(jiǎn)化庫(kù)存、在貨架上定位商品以及在運(yùn)輸過(guò)程中跟蹤它們。為員工配備跟蹤器可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)訪問(wèn)控制和過(guò)程監(jiān)控，從而提高效率。兩者都使用 AoA 技術(shù)，計(jì)算每個(gè)標(biāo)簽的位置，并在基于云或本地托管的跟蹤解決方案上提供。

最后，自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)中使用的機(jī)器人可以使用基于藍(lán)牙室內(nèi)定位的實(shí)時(shí)定位服務(wù) （RTLS） ，自動(dòng)將貨物從貨架運(yùn)送到需要的地方。這就是使用基于出發(fā)角 （AoD） 的藍(lán)牙室內(nèi)定位技術(shù)的地方，因?yàn)樗试S機(jī)器人計(jì)算自己在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)相對(duì)于部署的錨點(diǎn)的位置，并以低延遲訪問(wèn)數(shù)據(jù)。

相同的技術(shù)將使廣泛的其他用例受益。醫(yī)院將能夠快速定位標(biāo)記的醫(yī)療設(shè)備、病床、患者和工作人員，從而節(jié)省寶貴的時(shí)間和資源。在機(jī)場(chǎng)，該技術(shù)可以有利于行李處理并幫助跟蹤乘客。而在藍(lán)牙 RSSI 已經(jīng)盛行的零售業(yè)中，藍(lán)牙室內(nèi)定位可以實(shí)現(xiàn)更加個(gè)性化的購(gòu)物體驗(yàn)，以換取跟蹤客戶行為并向他們發(fā)送定制廣告的可能性。

藍(lán)牙高精度室內(nèi)定位入門

在 u-blox，我們一直在積極測(cè)試藍(lán)牙的新功能，包括測(cè)向和高精度室內(nèi)定位用例。在此過(guò)程中，我們開(kāi)發(fā)了兩個(gè)資源管理器套件，消除了使該技術(shù)難以使用的許多障礙。我們的u-blox XPLR-AoA-1 瀏覽器套件包括一個(gè)跟蹤器標(biāo)簽和一個(gè)錨點(diǎn)以及計(jì)算傳入藍(lán)牙信號(hào)方向所需的算法，可以輕松評(píng)估和試驗(yàn)藍(lán)牙測(cè)向技術(shù)。

u-blox XPLR-AoA-2 瀏覽器套件包括四個(gè)錨點(diǎn)、四個(gè)跟蹤器標(biāo)簽以及在外部 PC 上實(shí)現(xiàn)高精度定位引擎所需的所有軟件。它更進(jìn)一步，為用戶提供了對(duì)支持藍(lán)牙的高精度室內(nèi)定位技術(shù)的順利介紹。

關(guān)于作者：Diego Grassi，Pelle Svensson

審核編輯：郭婷