谈谈室内定位技术

大家都知道GPS，这个东西很强大，被各行各业使用。不过它也有一个很明显的缺陷，就是在室内不能定位，而且一般民用的精度也不够高（10m左右），相对于室内导航的要求（1m左右）还有一段距离。随着智能手机的普及，以及移动互联网的发展，地图与导航类软件将进入一个新的时代——室内导航。近几年来，包括谷歌、微软、苹果、博通等在内的一些科技巨头，还有一些世界有名的大学都在研究室内定位技术。

　　室内定位技术的商业化必将带来一波创新高潮，各种基于此技术的应用将出现在我们的面前，其影响和规模绝不会亚于GPS。我们可以想象一些比较常见的应用场景，比如在大型商场里面借助室内导航快速找到出口、电梯，家长用来跟踪小孩的位置避免小孩在超市中走丢，房屋根据你的位置打开或关闭电灯，商店根据用户的具体位置向用户推送更多关于商品的介绍等等。之前笔者看过诺基亚发布的一个视频，一位商务人士将手提包落在一个商店旁，当他走出几米远时手机就发出了提醒。室内定位还有很多场景可以被用上，让我们放开思维尽情遐想吧。

　　目前我们已经能够看到一些室内定位技术的应用介绍了。据我所知的有谷歌、诺基亚、博通、IndoorAtals、Qubulus、杜克大学这几个方案。下面笔者就把它们整理一下，欢迎大家在此基础上进行指正、补充。

　　谷歌方案

　　谷歌手机地图6.0版的时候已经在一些地区加入了室内导航功能，此方案主要依靠GPS（室内一般也能搜索到2～3颗卫星）、wifi信号、手机基站以及根据一些“盲点”（室内无GPS、wifi或基站信号的地方）的具体位置完成室内的定位。目前此方案的精度还不是很满意，所以谷歌后来又发布了一个叫“Google Maps Floor Plan Marker”的手机应用，号召用户按照一定的步骤来提高室内导航的精度。

　　谷歌一直在努力解决两个问题：获取更多的建筑平面图；提高室内导航的精度。建筑平面图是室内导航的基础，就如同GPS车用导航需要电子导航地图一样。谷歌目前想通过“众包”的方式解决数据源的问题，就是鼓励用户上传建筑平面图。另外，用户在使用谷歌的室内导航时，谷歌会收集一些GPS、wifi、基站等信息，通过服务器进行处理分析之后为用户提供更准确的定位服务。

　　诺基亚方案

　　诺基亚采用的是HAIP技术，具体是什么笔者也没能查到更多的资料，不过诺基亚正在努力使它成为蓝牙协议的一部分，这样只要你的设备带有蓝牙模块，就能够使用这种技术进行定位。当然，仅有一个蓝牙模块还不能完成定位，还需要在室内安装一种定位发射台，通过这两者之间的通信完成定位。这种发射台可以覆盖100m×100m的范围，定位精度在30cm～100cm，据说这种发射台还有成本低、功耗低等特点，一台或多台都能完成定位。

　　博通方案

　　博通公司研制了一种用于室内定位的新芯片（BCM4752），具备三维定位功能（即你所在位置的高度也算出来）。这种芯片可以通过wifi、蓝牙或NFC等技术来提供室内定位系统支持。更强大的是，该芯片可以结合其它传感器，例如手机里的陀螺仪、加速度传感器、方位传感器等，将你位置的变化实时计算出来，甚至做到没有死角。博通公司的如意算盘是将这种芯片内置到智能手机里。

　　IndoorAtlas方案

　　IndoorAtlas是一家专注于室内导航解决方案的公司，刚成立不久。IndoorAtlas的方案基于地球磁场，依据是每一个具体位置的磁场信息都不一样。不过使用这种技术进行导航比较麻烦，首先用户需要上传建筑平面图，然后还需要你拿着移动设备绕室内一圈，记录下各个位置的地磁信号特征，这些信息需要上传到IndoorAtlas的服务器。最后，你需要使用IndoorAtlas提供的工具包开发一个应用才能使用定位功能（IndoorAtlas的开发工具包可以在线申请，不过笔者申请了两次都没结果）。

　　Qubulus方案

　　跟IndoorAtlas不同的是，Qubulus公司根据无线电信号（Radio Signature）来定位。每一个位置的无线电信号数量、频度、强度等也是不同的，Qubulus根据这些差异计算出你的具体位置。使用Qubulus的方案，你同样需要收集室内的无线电信号。Qubulus也提供了开发工具包，很容易申请下来。开发工具包里有一个例子，可以使用Eclipse直接编译通过。

　　杜克大学方案

　　杜克大学则借助现实生活中路标（landmarks）的思想，正在开发一个叫做UnLoc的应用。此应用通过感知wifi、3G信号死角，以及一些运动特征，如电梯、楼梯等，并根据这些位置已知的路标来计算你的位置。当你移动的时候，就根据其他感应器（ 陀螺仪、加速度传感器、方位传感器等）来跟踪你的位置。这一过程精度会逐渐降低，但当你到达下一个路标时，位置就会被校准。