室內(nèi)定位技術(shù)的應(yīng)用及室內(nèi)定位技術(shù)的種類(lèi)

近年來(lái)，定位服務(wù)的相關(guān)技能和產(chǎn)業(yè)正從室外向室內(nèi)發(fā)展，以供給無(wú)所不在的基于定位的服務(wù)，其首要推動(dòng)力是室內(nèi)定位服務(wù)所能帶來(lái)的巨大的運(yùn)用和商業(yè)潛能。許多公司包含OS供給商、服務(wù)供給商，設(shè)備和芯片供給商都在競(jìng)賽這個(gè)市場(chǎng)。

隨著根據(jù)用戶(hù)位置信息的相關(guān)技能的使用和發(fā)展，位置服務(wù)現(xiàn)已成為人們?nèi)粘９ぷ?、日子所必須的一?xiàng)根本服務(wù)需求，尤其在大型復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境中，如博物館、機(jī)場(chǎng)、超市、醫(yī)院、地下礦井等區(qū)域，人們對(duì)位置服務(wù)有火急需求。

在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)迅速開(kāi)展和位置服務(wù)使用需求的推進(jìn)下，當(dāng)前室內(nèi)定位技術(shù)處于較快的開(kāi)展階段，研討者們提出了很多室內(nèi)定位技能的理論與辦法。定位技能可以分為室外定位技術(shù)和室內(nèi)定位技能兩種，在室外環(huán)境下，全球定位系統(tǒng)、斗極定位體系等全球?qū)Ш叫l(wèi)星體系為用戶(hù)提供米級(jí)的位置服務(wù)，根本解決了在室外空間中進(jìn)行準(zhǔn)確定位的問(wèn)題.

室內(nèi)定位即經(jīng)過(guò)技能手段獲悉人們?cè)谑覂?nèi)所處的實(shí)時(shí)定位或者行動(dòng)軌道?；谶@些信息能夠完結(jié)多種運(yùn)用。公司的管理者則能夠運(yùn)用室內(nèi)定位技能實(shí)時(shí)獲悉室內(nèi)的人員情況，然后更好地優(yōu)化空調(diào)的運(yùn)用等，到達(dá)節(jié)能減排的目的，還能夠有用提高安全捍衛(wèi)的水平。經(jīng)過(guò)布置室內(nèi)定位技能，電信運(yùn)營(yíng)商能夠更好地找到室內(nèi)掩蓋的“盲點(diǎn)”和“熱門(mén)”區(qū)域，更好地在室內(nèi)為用戶(hù)供給通訊服務(wù)。

室內(nèi)定位面對(duì)的挑戰(zhàn):

和室外定位比較，室內(nèi)定位面對(duì)許多獨(dú)特的挑戰(zhàn)，比如說(shuō)室內(nèi)的環(huán)境動(dòng)態(tài)性很強(qiáng)，能夠說(shuō)是多種多樣，由此也需求更高的精度來(lái)分辨不同的特征。那么實(shí)用的室內(nèi)定位解決方案都需求滿意哪些要求呢？首要包含以下幾個(gè)方面：精度、掩蓋規(guī)模、可靠性、本錢(qián)、功耗、可擴(kuò)展性和呼應(yīng)時(shí)刻。

精度：對(duì)精度的要求不同的運(yùn)用差別很大。

掩蓋規(guī)模：掩蓋規(guī)模首要是指一個(gè)技能和解決方案能夠在多大的規(guī)模內(nèi)供給滿意精度的掩蓋。

可靠性：前面說(shuō)到室內(nèi)環(huán)境動(dòng)態(tài)性很強(qiáng)，會(huì)經(jīng)常發(fā)生改動(dòng)。

本錢(qián)和復(fù)雜度：本錢(qián)和復(fù)雜度方針涵蓋兩個(gè)方面。一個(gè)是定位終端的本錢(qián)。另一方面是布局和維護(hù)的本錢(qián)及其復(fù)雜度。

功耗：定位所發(fā)生的功耗是一個(gè)很重要的方針特別對(duì)運(yùn)用電池的移動(dòng)設(shè)備。

可擴(kuò)展性：可擴(kuò)展性指一個(gè)解決方案擴(kuò)展到更大的掩蓋規(guī)模運(yùn)用的才能，和方便地移植到不同的環(huán)境和運(yùn)用的才能。

呼應(yīng)時(shí)刻：體系給出一個(gè)定位更新所需的時(shí)刻是呼應(yīng)時(shí)刻，不同的運(yùn)用需求不同。

蓬勃發(fā)展的室內(nèi)定位技能:

現(xiàn)在室內(nèi)定位常用的定位方法，從原理上首要分為七種：鄰近勘探法、質(zhì)心定位法、多邊定位法、三角定位法、極點(diǎn)法、指紋定位法和航位推算法。不同的室內(nèi)定位方法挑選不同的觀丈量，經(jīng)過(guò)不同的觀丈量提取算法所需求的信息。

1.WiFi定位技能:

WiFi室內(nèi)定位技能首要有兩種。

WiFi定位一般選用“近鄰法”判斷，即最靠近哪個(gè)熱門(mén)或基站，即以為處在什么定位，如鄰近有多個(gè)信源，則能夠經(jīng)過(guò)穿插定位（三角定位），提高定位精度。WiFi定位能夠完結(jié)復(fù)雜的大規(guī)模定位，但精度只能到達(dá)2米左右，無(wú)法做到精準(zhǔn)定位。

2.RFID定位:

RFID定位的基本原理是，經(jīng)過(guò)一組固定的閱讀器讀取方針RFID標(biāo)簽的特征信息（如身份ID、接收信號(hào)強(qiáng)度等），同樣能夠選用近鄰法、多邊定位法、接收信號(hào)強(qiáng)度等方法確認(rèn)標(biāo)簽地址定位。

這種技能效果距離短，一般最長(zhǎng)為幾十米。但它能夠在幾毫秒內(nèi)得到厘米級(jí)定位精度的信息，且傳輸規(guī)模很大，本錢(qián)較低。一起因?yàn)槠浞墙佑|和非視距等長(zhǎng)處，可望成為優(yōu)選的室內(nèi)定位技能。

3.紅外技能:

紅外線是一種波長(zhǎng)在無(wú)線電波和可見(jiàn)光波之間的電磁波。紅外定位首要有兩種詳細(xì)完結(jié)方法，一種是將定位方針附上一個(gè)會(huì)發(fā)射紅外線的電子標(biāo)簽，經(jīng)過(guò)室內(nèi)安放的多個(gè)紅外傳感器丈量信號(hào)源的距離或角度，然后計(jì)算出方針地址的定位。

另一種紅外定位的方法是紅外織網(wǎng)，即經(jīng)過(guò)多對(duì)發(fā)射器和接收器織成的紅外線網(wǎng)掩蓋待測(cè)空間，直接對(duì)運(yùn)動(dòng)方針進(jìn)行定位。

4.超聲波技能:

超聲波定位現(xiàn)在大多數(shù)選用反射式測(cè)距法。體系由一個(gè)主測(cè)距器和若干個(gè)電子標(biāo)簽組成，主測(cè)距器可放置于移動(dòng)機(jī)器人本體上，各個(gè)電子標(biāo)簽放置于室內(nèi)空間的固定定位。定位進(jìn)程如下：先由上位機(jī)發(fā)送同頻率的信號(hào)給各個(gè)電子標(biāo)簽，電子標(biāo)簽接收到后又反射傳輸給主測(cè)距器，然后能夠確認(rèn)各個(gè)電子標(biāo)簽到主測(cè)距器之間的距離，并得到定位坐標(biāo)?，F(xiàn)在，比較盛行的基于超聲波室內(nèi)定位的技能還有兩種：一種為將超聲波與射頻技能結(jié)合進(jìn)行定位。另一種為多超聲波定位技能。

5.藍(lán)牙技能:

藍(lán)牙定位基于RSSI定位原理。根據(jù)定位端的不同，藍(lán)牙定位方法分為網(wǎng)絡(luò)側(cè)定位和終端側(cè)定位。網(wǎng)絡(luò)側(cè)定位體系由終端（手機(jī)等帶低功耗藍(lán)牙的終端）、藍(lán)牙beacon節(jié)點(diǎn)，藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)，無(wú)線局域網(wǎng)及后端數(shù)據(jù)服務(wù)器構(gòu)成。其詳細(xì)定位進(jìn)程是：

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

2）當(dāng)終端進(jìn)入beacon信號(hào)掩蓋規(guī)模，終端就能感應(yīng)到beacon的播送信號(hào)，然后測(cè)算出在某beacon下的RSSI值經(jīng)過(guò)藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)經(jīng)過(guò)wifi網(wǎng)絡(luò)傳送到后端數(shù)據(jù)服務(wù)器，經(jīng)過(guò)服務(wù)器內(nèi)置的定位算法測(cè)算出終端的詳細(xì)定位。

終端側(cè)定位體系由終端設(shè)備（如嵌入SDK軟件包的手機(jī)）和beacon組成。其詳細(xì)定位原理是：

1）首先在區(qū)域內(nèi)鋪設(shè)藍(lán)牙信標(biāo)

2）beacon不斷的向周?chē)ニ托盘?hào)和數(shù)據(jù)包

3）當(dāng)終端設(shè)備進(jìn)入beacon信號(hào)掩蓋的規(guī)模，測(cè)出其在不同基站下的RSSI值，然后再經(jīng)過(guò)手機(jī)內(nèi)置的定位算法測(cè)算出詳細(xì)定位。

6.慣性導(dǎo)航技能:

這是一種純客戶(hù)端的技能，首要運(yùn)用終端慣性傳感器收集的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)各種運(yùn)算得到物體的定位信息?，F(xiàn)在慣性導(dǎo)航一般和WiFi指紋結(jié)合在一起， 每過(guò)一段時(shí)刻經(jīng)過(guò)WiFi懇求室內(nèi)定位，以此來(lái)對(duì)MEMS發(fā)生的誤差進(jìn)行批改。

7.超寬帶（UWB）定位技能:

UWB技能是一種傳輸速率高，發(fā)射功率較低，穿透才能較強(qiáng)并且是基于極窄脈沖的無(wú)線技能，無(wú)載波。超寬帶（UWB）定位技能運(yùn)用事前布置好的已知定位的錨節(jié)點(diǎn)和橋節(jié)點(diǎn)，與新參加的盲節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通訊，并運(yùn)用三角定位或者“指紋”定位方法來(lái)確認(rèn)定位。超寬帶可用于室內(nèi)精確定位，根據(jù)不同公司運(yùn)用的技能手段或算法不同，精度可保持在0.1m~0.5m。

8.LED可見(jiàn)光技能:

可見(jiàn)光是一個(gè)新興范疇，經(jīng)過(guò)對(duì)每個(gè)LED燈進(jìn)行編碼，將ID調(diào)制在燈光上，燈會(huì)不斷發(fā)射自己的ID，經(jīng)過(guò)運(yùn)用手機(jī)的前置攝像頭來(lái)識(shí)別這些編碼。運(yùn)用所獲取的識(shí)別信息在地圖數(shù)據(jù)庫(kù)中確認(rèn)對(duì)應(yīng)的定位信息，完結(jié)定位。

9.地磁定位技能:

運(yùn)用這種技能進(jìn)行導(dǎo)航的進(jìn)程仍是稍顯麻煩。你需求先將室內(nèi)樓層平面圖上傳到 IndoorAtlas 供給的地圖云中，然后你需求運(yùn)用其移動(dòng)客戶(hù)端實(shí)地記載方針地址不同定位的地磁場(chǎng)。記載的地磁數(shù)據(jù)都會(huì)被客戶(hù)端上傳至云端，這樣其它人才能運(yùn)用已記載過(guò)的地磁進(jìn)行精確室內(nèi)導(dǎo)航。

10.視覺(jué)定位:

視覺(jué)定位體系能夠分為兩類(lèi)，一類(lèi)是經(jīng)過(guò)移動(dòng)的傳感器（如攝像頭）收集圖畫(huà)確認(rèn)該傳感器的定位，另一類(lèi)是固定定位的傳感器確認(rèn)圖畫(huà)中待測(cè)方針的定位。根據(jù)參閱點(diǎn)挑選不同又能夠分為參閱三維修建模型、圖畫(huà)、預(yù)布置方針、投影方針、參閱其他傳感器和無(wú)參閱。

審核編輯：符乾江