定位精度對應(yīng)用程序真正意味著什么?

從移動營銷到資產(chǎn)跟蹤，位置一直是影響消費(fèi)者和企業(yè)大量應(yīng)用的巨大推動力。GPS是一個早期的例子，說明了智能手機(jī)和定位技術(shù)的結(jié)合將如何改變消費(fèi)者和商用車輛在道路上行駛的方式。司機(jī)們的期望值很低，并且假設(shè)在任何長途的行程中，甚至在停車場的混凝土叢林中，當(dāng)來自定位衛(wèi)星的信號惡化，智能手機(jī)或其他終端失去軌道時，全球定位系統(tǒng)將會重新計算幾次。全球定位系統(tǒng)是準(zhǔn)確的，并且在大多數(shù)情況下對于一般民用場所使用來說“足夠準(zhǔn)確”。

多年來，隨著基于位置的服務(wù)、機(jī)器對機(jī)器通信和物聯(lián)網(wǎng)開始需要定位功能，新技術(shù)開始進(jìn)入市場，并主要從室外開始，然后擴(kuò)展到各種行業(yè)的室內(nèi)資產(chǎn)跟蹤用例。無線網(wǎng)絡(luò)、RFID、藍(lán)牙信標(biāo)和其他技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，具備滿足這一需求的基本能力，實(shí)質(zhì)上是分析接收信號強(qiáng)度 (RSSI) 的能力。問題是什么?這些技術(shù)不是專門為定位而構(gòu)建的，更不用說新興應(yīng)用程序所需的實(shí)時性，從而限制了它們的有效性和精確性。不過，在大多數(shù)情況下，它們是“足夠精確的”，對于所使用它們的應(yīng)用程序的需求具有“可容忍的延遲”。

然而，在過去的幾年里，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展及其在非工業(yè)B2B市場的出現(xiàn)改變了人們對定位精度要求的看法。在整個企業(yè)效率的推動下，研究組開始設(shè)想一系列可以使用物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用程序，例如通過ID徽章上的嵌入式傳感器跟蹤較小物品甚至人員，目的是與環(huán)境互動。實(shí)際上，對于每種類型的環(huán)境，都有幾個用例開始出現(xiàn)，甚至在同一領(lǐng)域有不同的競爭對手。與此同時，大量技術(shù)的巨大進(jìn)步以實(shí)時定位系統(tǒng)(RTLS)的形式出現(xiàn)，以提供亞米級的定位能力。甚至在最近，該行業(yè)對于新興尖端應(yīng)用的定位已經(jīng)超過厘米級——在某些情況下甚至更小。

但物聯(lián)網(wǎng)和其他應(yīng)用需要厘米級定位嗎?首先，我們來看看定位精度對應(yīng)用程序真正意味著什么。

了解精確度

RTLS意義上的精確度可以定義為精度和延遲的組合。高精度是指RTLS系統(tǒng)在跟蹤移動目標(biāo)時，能夠?qū)崿F(xiàn)從亞米(小于1米)到厘米級的精度，同時仍能實(shí)時執(zhí)行跟著，而且延遲時間小于一秒。然而，無論采用何種技術(shù)，以低延遲實(shí)現(xiàn)精確性都需要付出代價。通常，通過用設(shè)備覆蓋感興趣的區(qū)域并創(chuàng)建數(shù)據(jù)冗余來解決高精度實(shí)時跟蹤，這會導(dǎo)致初始系統(tǒng)成本的增加，并且在某些情況下，還會增加總體擁有成本。

延遲是RTLS精度的另一個因素。并非每個應(yīng)用程序都需要實(shí)時定位功能，例如，慢速移動的重型設(shè)備可能需要間隔數(shù)分鐘的位置數(shù)據(jù)——10噸重的物體在沒有起重機(jī)的情況下不會移動——而在跟蹤運(yùn)動員時，超過300毫秒的延遲對于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用來說是不夠的。

在當(dāng)今大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，厘米級精度和實(shí)時跟蹤都不是關(guān)鍵要求。例如：

▲在倉庫中定位叉車：幾米內(nèi)的精度是可以接受的，幾秒鐘內(nèi)而不是實(shí)時接收位置也是可以接受的?！谠齑瑥S定位集裝箱：精度在幾米以內(nèi)是可以接受的，一分鐘內(nèi)接收位置信息也是可以接受的?！谟吞镏車苿哟笮驮O(shè)備：這種應(yīng)用可能需要間隔幾分鐘的位置數(shù)據(jù)，幾米內(nèi)的位置信息通常是可以接受的。

然而，有一些新興應(yīng)用需要高精度跟蹤，這些可能包括或不包括對實(shí)時能力的要求。需要高精度的應(yīng)用實(shí)例包括：

▲競技運(yùn)動分析：跟蹤運(yùn)動員或物體的運(yùn)動，如在競技場上滑行的冰球。這需要實(shí)時跟蹤到幾厘米，因為運(yùn)動員和設(shè)備總是在運(yùn)動，并且彼此之間的相對位置對于描述游戲動態(tài)和特定事件至關(guān)重要?！悄芙ㄖ哼@可能與優(yōu)化醫(yī)院的工作流程有關(guān)，同時通過模擬現(xiàn)實(shí)世界邏輯的規(guī)則引擎對周圍環(huán)境進(jìn)行數(shù)字化處理;與家庭自動化系統(tǒng)的交互;或?qū)С鲇嬎闵舷挛男畔⒌闹笜?biāo)。例如，當(dāng)有人進(jìn)入會議室時打開燈，或者分析超市中購物者的行走路徑，從而獲得停留時間度量和產(chǎn)品交互。▲工業(yè)環(huán)境中的員工安全：在倉庫中使用的應(yīng)用程序中，工人和自動設(shè)備從一個地方快速移動到另一個地方，確定位置可能需要更高精度的實(shí)時跟蹤，例如，在叉車和工人之間避免碰撞的情況下?！踩捅O(jiān)控：這適用于任何需要高可靠性數(shù)據(jù)和一致性的關(guān)鍵任務(wù)場景，即用于監(jiān)視和訪問控制。

最后，標(biāo)準(zhǔn)差的百分位數(shù)——也以累積分布函數(shù)為特征——是定位精確度的另一個關(guān)鍵因素。

如果說一個位置實(shí)時性很高，就意味著它需要始終滿足高精度定位和低延遲的標(biāo)準(zhǔn)——例如，90%的時間都小于1米。

總結(jié)

定位人員或物品所需的精確度取決于應(yīng)用本身的具體要求和它所支持的業(yè)務(wù)需求?？纯瓷厦娴睦?，很明顯，在某些情況下，某些應(yīng)用程序需要比其他應(yīng)用程序更精確、更低延遲的定位功能。研究組將根據(jù)他們正在開發(fā)的特定應(yīng)用來確定他們對實(shí)時定位的要求，精確度的提高將繼續(xù)為大量新應(yīng)用打開大門。

需要注意的是，當(dāng)研究組在確定他們今天的需求時，他們還需要考慮未來的應(yīng)用程序，這些應(yīng)用程序在出現(xiàn)時將需要什么樣的精確度以及以什么樣的規(guī)模出現(xiàn)。這是降低成本、提高盈利能力和確保長期投資的一個關(guān)鍵因素。利用一個可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求輕松擴(kuò)展和整合這些新需求的RTLS是至關(guān)重要的。這就要求實(shí)施非常靈活的RTLS技術(shù)，在這種技術(shù)中，系統(tǒng)可以配置為跨國界運(yùn)行，并具有從低到高的精度。這使得它適用于廣泛的應(yīng)用，包括安全和可靠的工作流管理，以及隨著需求的出現(xiàn)而向增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)或虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用程序推進(jìn)。

始終如一地實(shí)時確定一個人或物體的精確位置是復(fù)雜的，而且跟蹤靜態(tài)物體通常比跟蹤移動物體更加困難。沒有一個“銀彈”能夠完美地解決所有用例。研究組必須權(quán)衡其特定需求與系統(tǒng)成本(考慮初始投資和總擁有成本)，以實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)定位能力，從而實(shí)現(xiàn)滿足其業(yè)務(wù)目標(biāo)的投資回報。