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室外定位靠卫星 室内定位又如何?

人类为了不让自己迷失在茫茫大自然中,先后发明罗盘、指南针等工具,卫星定位的问世,解决了“我在哪里”的问题。

如今物联网是“信息化”时代的重要发展阶段,随着社会信息化水平的普遍提高,其社会的重要性日益显现。

 

云计算、大数据、机器人、智能感知等技术慢慢进入到我们的视野之中,让我们看到了新技术的强大生命力,越来越多的软硬件和方案解决厂商也加入了这场技术游戏角逐之中。

 

定位技术作为感知层重要技术之一,具有举足轻重的地位。机器人、智能控制、VR等技术几乎都需要定位技术的支持,室外定位我们主要依赖于GPS、北斗等卫星定位技术。

 

然而,人的一生当中有80%的时间是在室内度过的,个人用户、服务机器人、新型物联网设备等大量的定位需求也发生在室内;而室内场景受到建筑物的遮挡,GNSS信号快速衰减,甚至完全拒止,无法满足室内场景中导航定位的需要。

 

近年来,位置服务的相关技术和产业正从室外向室内发展,以提供无所不在的基于位置的服务,其主要推动力是室内位置服务所能带来的巨大的应用和商业潜能。许多公司包括OS提供商、服务提供商,设备和芯片提供商都在竞争这个市场。

 

室内定位技术原理

 

目前的定位技术多要借助辅助节点进行定位, 通过不同的测距方式, 计算出待测节点相对于辅助节点的位置,然后与数据库中事先收集的数据进行比对, 从而确定当前位置,如图所示。
 

 

首先在室内环境设置固定位置的辅助节点, 这些节点的位置已知,有的位置信息是直接存在节点中, 如RFID 的标签,有的是存在电脑终端的数据库中, 如红外线、超声波等。

 

然后测量待测节点到辅助节点的距离, 从而确定相对位置。使用某种方式进行测距通常需要一对发射和接收设备,按照发射机和接收机的位置大体可以分为两种: 发射机位于被测节点, 接收机位于辅助节点,例如红外线,超声波和 RFID; 另一种是发射机位于辅助节点, 接收 机 位 于 被 测 节 点, 例如 WiFi、超宽带、ZigBee和蓝牙。
 

 

最后分析计算位置, 利用计算机终端的数据库进行匹配,从而得出具体位置。具体流程如上图所示, 除了用到之前已知的辅助节点位置和计算得出的距离外,还需要一定的模型来提高精度。

 

室内定位的技术分支多样

 

下图是各种室内定位方案的对比图:
 


目前室内定位常用的定位方法,从原理上主要分为七种:邻近探测法、质心定位法、多边定位法、三角定位法、极点法、指纹定位法和航位推算法。
 






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