室内定位导航系统 有哪些技术方案与厂商可供选择?

提起室内定位,相信很多非行业人士一脸懵逼,更遑论室内定位导航了。相信很多人都知道,在室外打开手机百度地图能够定位到人所在的位置,但在室内,手机定位确实不靠谱,我在家中打开手机,竟然把我定位到家里的小区门口了,偏差不可谓不大。

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那在室内通过什么样的技术能够定位呢?说起来室内定位的技术还真有少,有UWB、蓝牙、Wifi,ZigBee,RFID,红外等等。

先说UWB吧,UWB也叫超宽带(Ultra Wide-Band,UWB)是一种无载波通信技术,利用纳秒至微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,根据美国联邦通信委员会的规范,UWB的工作频带为3.110.6GHz,系统-10dB带宽与系统中心频率之比大于20%或系统带宽至少为500MHz。UWB信号的发生可通过发射时间极短(如2ns)的窄脉冲(如二次高斯脉冲)通过微分或混频等上变频方式调制到UWB工作频段实现。UWB利用TOA,TDOA算法,也即到达时间计算定位终端所在的距离,定位精度一般在3050cm,是高精度定位的首选。

UWB定位的主要优势有,低功耗、对信道衰落(如多径、非视距等信道)不敏感、抗干扰能力强、不会对同一环境下的其他设备产生干扰、穿透性较强(能在穿透一堵砖墙的环境进行定位),具有很高的定位准确度和定位精度。但UWB也有自己的缺点,比如定位成本高,同时需要三个基站才能定位,一个基站的成本在4000~8000元之间。对于定位来说,UWB是高精度定位的首选,但对于导航来说,UWB却无法在手机上实现精准定位,因为UWB必须有专用的芯片支撑,而手机是不集成UWB芯片的。

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利用场强衰减模型不是不可以,但是容易受到周围环境的影响,比如铁,湿度,玻璃,人体等等,综合下来,这种定位方式的精度一般在3~10米,非常不靠谱,也只能区域定位,至于说导航几乎不太现实。另外,WiFi有一个重要的问题是苹果操作系统不开放WiFi扫描的接口,也即不能使用iPhone进行定位,这样开发人员也就没兴趣采用WiFi定位了。

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再说一说ZigBee和红外吧,这两种定位方式ZigBee定位精度一般在3~5米,红外嘛,也只能判断出某个区域有没有人在,无精度可言。除此之外,这两种定位方式无法进行导航的一个重要原因就是手机硬件不支持,不支持就没办法去导航。

最后,我想详细介绍下蓝牙定位,每个人的手机都有蓝牙功能,一般采用蓝牙4.0或4.2的方案,那蓝牙定位有什么优势呢,不言而喻,就是手机支持。除了手机支持外,再有就是苹果公司在力推蓝牙iBeacon室内定位。什么是iBeacon呢,就是苹果公司蓝牙广播格式,蓝牙4.0向外31个字节,苹果公司为了统一广播协议,制定出了iBeacon协议。

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那蓝牙定位的精度如何呢?其实采用蓝牙iBeacon定位原理与WiFi的类似,也是利用蓝牙RSSI信号衰减来定位的,但是为何蓝牙可以,WiFi不行呢?因为蓝牙信号是为了短连接,传输距离短,信号不易干扰,这样定位精度就相对高一些,一般精度在13米左右;相比GPS的510米已遥遥领先,可用于室内位置的定位与导航,只要是一台智能手机都可以通过iBeacon方式实现室内的定位与导航啦!

有了定位,还差一个就是室内地图,由于室内位置的隐私、复杂与多变性,百度和高德是无法去到一些隐私空间采集室内数据的,这就需要室内地图数据提供商来提供室内的定位与采集。国内比较好的室内地图提供商有上海懋特,北京蜂鸟以及上海图聚;除此以外的厂商只能实现定位功能是没法实现室内导航的,除非他们购买这三家的地图数据。相比于纯粹的地图数据提供商,懋特物联在定位上更胜一筹,他们研发的增强型三角定位技术,利用手机加速度和角速度传感性辅助蓝牙进行定位,可实现90%的定位区域精度在1米左右。

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或许蓝牙并非是最佳的定位方案,小编相信在未来或许有更好的技术能够实现室内的定位与导航,但目前看来也只有蓝牙技术才做得到

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