近年來(lái),國(guó)內(nèi)外相關(guān)廠商研發(fā)與應(yīng)用了多種室內(nèi)定位技術(shù),其應(yīng)用場(chǎng)景也不斷豐富。本文介紹了室內(nèi)定位技術(shù)的用途,詳細(xì)解讀了九種室內(nèi)定位技術(shù),并介紹了室內(nèi)定位技術(shù)的原理,以及國(guó)內(nèi)外主流的室內(nèi)定位廠商。
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本文e-works胡中揚(yáng)原創(chuàng)發(fā)布。
隨著互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展和城市化進(jìn)程不斷加速,人們對(duì)于定位服務(wù)的需求越來(lái)越大。GPS衛(wèi)星定位技術(shù)雖然成熟, 但定位的條件是基于廣闊的開(kāi)放區(qū)域,而在封閉的建筑物和礦井內(nèi),GPS衛(wèi)星定位技術(shù)就有些力不從心, 從而催生了室內(nèi)定位技術(shù)。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外相關(guān)廠商研發(fā)與應(yīng)用了多種室內(nèi)定位技術(shù),其應(yīng)用場(chǎng)景也不斷豐富。本文介紹了室內(nèi)定位技術(shù)的用途,詳細(xì)解讀了九種室內(nèi)定位技術(shù),并介紹了室內(nèi)定位技術(shù)的原理,以及國(guó)內(nèi)外主流的室內(nèi)定位廠商。
1.九種室內(nèi)定位技術(shù)概覽
1、超寬帶(Ultra-Wideband,UWB)定位技術(shù)
UWB定位技術(shù)是一種基于超短脈沖信號(hào)的室內(nèi)定位技術(shù)。它利用非常短且寬帶的脈沖信號(hào)來(lái)進(jìn)行定位,能夠提供高精度、低延遲的定位結(jié)果。UWB定位技術(shù)在實(shí)時(shí)定位、室內(nèi)導(dǎo)航、人員跟蹤、無(wú)人機(jī)控制等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。
UWB系統(tǒng)會(huì)發(fā)射一系列非常短且寬帶的脈沖信號(hào)。這些脈沖信號(hào)的持續(xù)時(shí)間極短,允許它們?cè)跁r(shí)間上與其他信號(hào)分開(kāi),從而在多徑傳播環(huán)境下也能準(zhǔn)確地識(shí)別。UWB可以通過(guò)測(cè)量信號(hào)從發(fā)射器到達(dá)接收器的時(shí)間差來(lái)確定物體的距離。由于超短脈沖信號(hào)的寬帶性質(zhì),它們能夠?qū)崿F(xiàn)非常高的時(shí)間分辨率,從而實(shí)現(xiàn)極高的距離測(cè)量精度。為了獲得準(zhǔn)確的定位結(jié)果,UWB系統(tǒng)通常會(huì)使用多個(gè)發(fā)射器和接收器。通過(guò)多個(gè)發(fā)射器和接收器之間的時(shí)差測(cè)量,系統(tǒng)可以計(jì)算出目標(biāo)物體相對(duì)于這些設(shè)備的位置。和其他定位方式類似,UWB的定位算法會(huì)分析從不同發(fā)射器接收到的信號(hào)時(shí)間差數(shù)據(jù),并使用這些數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算物體的位置。這其中也涉及到三角測(cè)量、多邊形法以及校準(zhǔn)算法等方法來(lái)解決多徑傳播和誤差問(wèn)題。同時(shí),類似于其他定位技術(shù),UWB定位技術(shù)也可以與其他傳感器和技術(shù)進(jìn)行融合,如慣性傳感器、地標(biāo)識(shí)別、視覺(jué)傳感等,以提高定位的精度和穩(wěn)定性。
UWB定位技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)包括高精度、低延遲、抗多徑傳播干擾以及適用于室內(nèi)環(huán)境等。然而,UWB技術(shù)也需要遵循特定的頻譜規(guī)定,以避免對(duì)其他無(wú)線設(shè)備的干擾。在一些國(guó)家和地區(qū),UWB技術(shù)的頻譜使用可能受到限制。
2、Wi-Fi定位技術(shù)
Wi-Fi(Wireless Fidelity)是指基于IEEE 802.11b標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線局域網(wǎng)。Wi-Fi定位技術(shù)通過(guò)收集和分析Wi-Fi信號(hào)的強(qiáng)度、延遲和其他特征來(lái)確定設(shè)備的位置。
Wi-Fi定位系統(tǒng)會(huì)掃描周圍的Wi-Fi信號(hào),獲取到附近可用的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)信息,然后將采集到的Wi-Fi信息與預(yù)先構(gòu)建的Wi-Fi數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行匹配。這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中保存了已知Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的位置信息,通過(guò)比對(duì)采集到的信號(hào)特征,找到與之匹配的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)。一旦找到匹配的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò),定位系統(tǒng)會(huì)使用三角測(cè)量、指紋定位或機(jī)器學(xué)習(xí)等算法,計(jì)算出設(shè)備的位置坐標(biāo)。
Wi-Fi定位技術(shù)在室內(nèi)定位領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。根據(jù)室內(nèi)安裝的Wi-Fi基站和信號(hào)覆蓋范圍,可以確定用戶在室內(nèi)的具體位置,實(shí)現(xiàn)室內(nèi)導(dǎo)航、場(chǎng)所服務(wù)等功能;許多社交媒體和應(yīng)用程序利用Wi-Fi定位技術(shù)為用戶提供附近的興趣點(diǎn)、商家、活動(dòng)等信息,以及實(shí)現(xiàn)用戶之間的位置共享和社交互動(dòng);通過(guò)收集用戶的位置信息,Wi-Fi定位技術(shù)還可以用于精準(zhǔn)的廣告投放和營(yíng)銷活動(dòng),根據(jù)用戶位置和興趣提供個(gè)性化的推薦內(nèi)容。
盡管Wi-Fi定位技術(shù)在室內(nèi)定位中具有一定的精度和可行性,但由于Wi-Fi信號(hào)受到環(huán)境影響較大(如墻壁、天花板等)。因此,一些定位系統(tǒng)可能會(huì)結(jié)合多種技術(shù)(如藍(lán)牙、磁場(chǎng)等)來(lái)提高位置識(shí)別的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
3、藍(lán)牙定位技術(shù)
類似于Wi-Fi定位,藍(lán)牙定位也適用于室內(nèi)環(huán)境,特別是在需要高精度、實(shí)時(shí)定位的場(chǎng)景中。藍(lán)牙定位技術(shù)通常用于室內(nèi)導(dǎo)航、物品追蹤、定位服務(wù)和位置感知應(yīng)用。
藍(lán)牙定位基于RSSI(信號(hào)強(qiáng)度)值,通過(guò)三角定位原理進(jìn)行定位。藍(lán)牙定位系統(tǒng)由藍(lán)牙信標(biāo)(Beacons),網(wǎng)關(guān)、藍(lán)牙定位平臺(tái)等構(gòu)成。在區(qū)域內(nèi)鋪設(shè)beacon和藍(lán)牙網(wǎng)關(guān),當(dāng)終端(手機(jī)、pad等)進(jìn)入beacon信號(hào)覆蓋范圍,終端就能感應(yīng)到beacon的廣播信號(hào),然后測(cè)算出在某beacon下的RSSI值通過(guò)藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)經(jīng)過(guò)Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)傳送到后端數(shù)據(jù)服務(wù)器,通過(guò)服務(wù)器內(nèi)置的定位算法測(cè)算出終端的具體位置。
藍(lán)牙定位實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單,非常省電,其定位精度與藍(lán)牙信標(biāo)的鋪設(shè)密度和發(fā)射功率有密切關(guān)系。藍(lán)牙定位技術(shù)在許多領(lǐng)域都有應(yīng)用,例如零售業(yè)中的室內(nèi)導(dǎo)航、智能辦公室中的人員定位、物流和倉(cāng)儲(chǔ)中的資產(chǎn)追蹤等。然而,與其它定位技術(shù)一樣,藍(lán)牙定位技術(shù)面臨隱私和安全問(wèn)題,因?yàn)樗赡苌婕暗綄?duì)用戶位置的收集和處理。
4、慣性導(dǎo)航定位技術(shù)
慣性導(dǎo)航定位技術(shù)是基于慣性傳感器測(cè)量物體加速度和角速度的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)定位和導(dǎo)航的技術(shù)。這種技術(shù)不依賴外部信號(hào),適用于各種環(huán)境,包括室內(nèi)和室外。慣性導(dǎo)航定位技術(shù)通常用于導(dǎo)航系統(tǒng)、航空航天、軍事、無(wú)人系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)跟蹤等領(lǐng)域。
慣性導(dǎo)航系統(tǒng)使用慣性傳感器來(lái)測(cè)量物體的加速度和角速度。這些傳感器包括加速度計(jì)和陀螺儀。加速度計(jì)測(cè)量物體在空間中的加速度,陀螺儀測(cè)量物體的角速度(即物體的旋轉(zhuǎn)速度)。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)通過(guò)對(duì)加速度和角速度的測(cè)量值進(jìn)行積分,可以估計(jì)物體的位置和方向變化。運(yùn)動(dòng)積分基于牛頓運(yùn)動(dòng)定律,從而將加速度轉(zhuǎn)換為速度,再將速度轉(zhuǎn)換為位置。然而,積分會(huì)引入累積誤差,隨著時(shí)間的推移可能導(dǎo)致定位誤差逐漸增加。為了減少累積誤差,慣性導(dǎo)航系統(tǒng)通常需要進(jìn)行誤差校正。這可以通過(guò)不同的方法來(lái)實(shí)現(xiàn),如利用其他定位技術(shù)進(jìn)行校正,或者使用陀螺儀漂移校正算法來(lái)修正角速度傳感器的誤差。同樣的,為了提高定位的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性,常常將慣性導(dǎo)航技術(shù)與其他定位技術(shù)(如GPS、地標(biāo)識(shí)別、視覺(jué)傳感等)進(jìn)行融合。這種多傳感器融合的方法可以在短時(shí)間內(nèi)提供高精度的定位,同時(shí)通過(guò)其他技術(shù)來(lái)糾正慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的誤差。
慣性導(dǎo)航定位技術(shù)在一些應(yīng)用場(chǎng)景中具有優(yōu)勢(shì),例如在無(wú)法獲得GPS信號(hào)的室內(nèi)環(huán)境、飛行器的姿態(tài)控制以及虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中的運(yùn)動(dòng)跟蹤。然而,由于積分誤差的累積問(wèn)題,長(zhǎng)時(shí)間的使用可能導(dǎo)致定位誤差的積累。因此,在長(zhǎng)時(shí)間或高精度要求下,通常需要與其他定位技術(shù)結(jié)合使用。
5、ZigBee定位技術(shù)
ZigBee定位技術(shù)利用ZigBee無(wú)線通信協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)物體或設(shè)備的定位和追蹤。ZigBee是一種低功耗、短距離、低數(shù)據(jù)速率的無(wú)線通信協(xié)議,通常用于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間的通信。ZigBee定位技術(shù)主要應(yīng)用于室內(nèi)環(huán)境中,如室內(nèi)導(dǎo)航、人員跟蹤、倉(cāng)庫(kù)管理等領(lǐng)域。
ZigBee定位系統(tǒng)由多個(gè)ZigBee節(jié)點(diǎn)組成,其中包括定位設(shè)備和參考節(jié)點(diǎn)。定位設(shè)備是需要被定位的物體或設(shè)備,而參考節(jié)點(diǎn)則是用于收集和處理定位信息的設(shè)備。ZigBee定位技術(shù)可以通過(guò)測(cè)量信號(hào)的傳播時(shí)間或信號(hào)強(qiáng)度來(lái)估計(jì)物體與參考節(jié)點(diǎn)之間的距離。信號(hào)傳播時(shí)間方法類似于其他定位技術(shù)中的時(shí)間差測(cè)量,而信號(hào)強(qiáng)度方法則通過(guò)測(cè)量接收到的信號(hào)強(qiáng)度來(lái)估算距離。
6、地磁定位技術(shù)
地磁定位技術(shù)是一種利用地球的磁場(chǎng)來(lái)進(jìn)行定位和導(dǎo)航的方法。它通常用于室內(nèi)環(huán)境中,可以作為其他定位技術(shù)(如藍(lán)牙、Wi-Fi、UWB等)的補(bǔ)充或替代方案。地磁定位技術(shù)利用地球的地磁場(chǎng)在不同位置產(chǎn)生的變化來(lái)確定設(shè)備的位置。
地磁場(chǎng)的強(qiáng)度和方向在不同地點(diǎn)有所不同。地磁定位技術(shù)通過(guò)測(cè)量設(shè)備所處位置的地磁場(chǎng)強(qiáng)度和方向,與預(yù)先建立的地磁場(chǎng)地圖進(jìn)行比較,從而確定設(shè)備的位置。設(shè)備使用內(nèi)置的地磁傳感器來(lái)測(cè)量周圍地磁場(chǎng)的特征。這些傳感器可以檢測(cè)地磁場(chǎng)的強(qiáng)度和方向,從而計(jì)算出設(shè)備的位置。
地磁定位需要進(jìn)行初始校準(zhǔn),以便將傳感器數(shù)據(jù)與實(shí)際地磁場(chǎng)匹配。校準(zhǔn)通常要求用戶在已知位置上旋轉(zhuǎn)設(shè)備,以收集不同角度下的地磁數(shù)據(jù)。地磁定位技術(shù)使用算法來(lái)處理傳感器數(shù)據(jù),進(jìn)行地磁場(chǎng)匹配并計(jì)算設(shè)備的位置。這些算法可以考慮多個(gè)傳感器數(shù)據(jù),濾除噪音,并精確定位設(shè)備。
地磁定位技術(shù)可以用于室內(nèi)導(dǎo)航、位置感知、物品跟蹤等。在商場(chǎng)、展覽館、醫(yī)院等場(chǎng)所,地磁定位可以幫助用戶定位到特定區(qū)域,獲取相關(guān)信息。
地磁定位技術(shù)受到室內(nèi)環(huán)境的影響,如金屬結(jié)構(gòu)、電子設(shè)備等可能會(huì)干擾地磁場(chǎng)測(cè)量。此外,地磁場(chǎng)可能會(huì)因地球磁場(chǎng)的變化而有所不同,因此定位的精度可能會(huì)受到影響。地磁定位的精度通常相對(duì)較低,一般在幾米到十幾米范圍內(nèi)。然而,通過(guò)結(jié)合其他定位技術(shù),如藍(lán)牙或Wi-Fi,可以提高精度。
7、紅外線定位技術(shù)
紅外線定位技術(shù)是一種利用紅外線信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)物體或設(shè)備的定位和追蹤的技術(shù)。這種技術(shù)通常應(yīng)用于室內(nèi)環(huán)境,可以用于人員跟蹤、室內(nèi)導(dǎo)航、智能家居和工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域。紅外線定位技術(shù)在低能耗、實(shí)時(shí)性和隱私方面具有優(yōu)勢(shì)。
紅外線定位系統(tǒng)包括紅外線發(fā)射器和接收器。發(fā)射器會(huì)發(fā)射紅外線信號(hào),而接收器會(huì)接收來(lái)自發(fā)射器的信號(hào)。通過(guò)測(cè)量信號(hào)的傳播時(shí)間或強(qiáng)度,系統(tǒng)可以計(jì)算出物體與發(fā)射器/接收器之間的距離。
紅外線定位技術(shù)可以使用時(shí)間差測(cè)量(Time of Flight,ToF)來(lái)測(cè)量物體與發(fā)射器/接收器之間的距離。通過(guò)測(cè)量信號(hào)從發(fā)射器到達(dá)接收器的時(shí)間,系統(tǒng)可以根據(jù)光速來(lái)計(jì)算物體的距離。與其他技術(shù)相比,紅外線信號(hào)的傳播速度非???,因此時(shí)間差測(cè)量的精度較高。
紅外線定位技術(shù)在一些場(chǎng)景中具有優(yōu)勢(shì),如室內(nèi)環(huán)境、低能耗要求的應(yīng)用、需要實(shí)時(shí)定位的場(chǎng)景等。然而,紅外線信號(hào)可能會(huì)受到障礙物的遮擋或干擾,從而影響定位精度。
8、超聲波定位技術(shù)
超聲波定位技術(shù)是一種利用超聲波信號(hào)來(lái)確定物體或設(shè)備位置的技術(shù)。它通常應(yīng)用于室內(nèi)環(huán)境,特別適用于需要高精度、低延遲的定位場(chǎng)景。超聲波定位技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化、室內(nèi)導(dǎo)航、智能家居以及機(jī)器人等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
超聲波定位系統(tǒng)由超聲波發(fā)射器和接收器組成。發(fā)射器會(huì)發(fā)出超聲波信號(hào),而接收器會(huì)接收回彈的信號(hào)。通過(guò)測(cè)量信號(hào)發(fā)射和接收的時(shí)間間隔,系統(tǒng)可以計(jì)算出物體與發(fā)射器之間的距離。超聲波定位系統(tǒng)使用時(shí)間差測(cè)量(Time of Flight,ToF)原理來(lái)確定距離。系統(tǒng)會(huì)測(cè)量信號(hào)從發(fā)射器到達(dá)接收器的時(shí)間,然后通過(guò)聲速計(jì)算出物體與發(fā)射器之間的距離。因?yàn)槁曀僭诳諝庵惺且粋€(gè)已知的常數(shù),通過(guò)測(cè)量時(shí)間差,可以推算出距離。為了實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的定位,超聲波定位系統(tǒng)通常會(huì)使用多個(gè)發(fā)射器和接收器。通過(guò)多個(gè)超聲波設(shè)備,可以計(jì)算出物體相對(duì)于這些設(shè)備的位置,從而實(shí)現(xiàn)三角測(cè)量或多邊形法。定位算法會(huì)分析從不同發(fā)射器接收到的超聲波信號(hào),然后根據(jù)時(shí)間差和聲速計(jì)算出物體的位置。一些算法還可能使用概率模型或機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)提高定位的精度和穩(wěn)定性。
9、射頻識(shí)別定位技術(shù)
RFID是一種利用射頻信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)物體或設(shè)備的定位和追蹤的技術(shù)。RFID技術(shù)可以用于室內(nèi)和室外環(huán)境中,在物流、供應(yīng)鏈管理、資產(chǎn)追蹤、室內(nèi)導(dǎo)航和智能物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。RFID系統(tǒng)包含RFID標(biāo)簽和RFID讀寫(xiě)器。RFID標(biāo)簽通常附在物體或設(shè)備上。每個(gè)RFID標(biāo)簽都有一個(gè)唯一的識(shí)別碼,可以通過(guò)射頻信號(hào)進(jìn)行讀取。RFID標(biāo)簽分為主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種。主動(dòng)式標(biāo)簽具有自身的電池,可以主動(dòng)發(fā)射信號(hào),而被動(dòng)式標(biāo)簽則依靠讀寫(xiě)器發(fā)送的信號(hào)來(lái)激活并傳輸數(shù)據(jù)。RFID讀寫(xiě)器是用于發(fā)送射頻信號(hào)和接收RFID標(biāo)簽響應(yīng)的設(shè)備。讀寫(xiě)器可以定期向附近的RFID標(biāo)簽發(fā)送信號(hào),激活標(biāo)簽并讀取其識(shí)別碼或存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。
RFID定位技術(shù)可以通過(guò)測(cè)量RFID標(biāo)簽與讀寫(xiě)器之間的信號(hào)強(qiáng)度來(lái)確定物體的距離。信號(hào)強(qiáng)度會(huì)隨著距離的增加而減弱,因此可以根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度來(lái)估算物體與讀寫(xiě)器之間的距離。類似于其他定位技術(shù),使用多個(gè)RFID讀寫(xiě)器可以實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的定位。通過(guò)測(cè)量RFID標(biāo)簽與多個(gè)讀寫(xiě)器之間的信號(hào)強(qiáng)度,系統(tǒng)可以計(jì)算出標(biāo)簽的位置。
RFID定位技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于實(shí)時(shí)性和易用性。由于RFID標(biāo)簽可以以較低的成本批量制造,并且RFID讀寫(xiě)器可以覆蓋相對(duì)較大的范圍,因此,RFID技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)規(guī)模化的定位和追蹤。
RFID定位技術(shù)也有一些限制,如信號(hào)受干擾的影響、標(biāo)簽與讀寫(xiě)器之間的角度問(wèn)題以及不適用于高精度定位等。在具體應(yīng)用中,需要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的技術(shù),并可能與其他定位技術(shù)結(jié)合使用,以實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的定位結(jié)果。
表1 九種室內(nèi)定位技術(shù)的特點(diǎn)
2.室內(nèi)定位技術(shù)主流算法與性能對(duì)比
根據(jù)定位技術(shù)的不同,采用的算法也會(huì)各有不同。在上述的這些無(wú)線定位技術(shù)中,有四種主流的定位原理算法,分別是:
1)基于信號(hào)強(qiáng)度(RSSI)
RSSI(Received Signal Strength Indication),基于信號(hào)的強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行目標(biāo)定位,比如離無(wú)線路由器越遠(yuǎn),Wi-Fi的信號(hào)越弱,這樣就可以通過(guò)信號(hào)的傳播模型與距離建立關(guān)系,最終進(jìn)行目標(biāo)位置的定位。
2)基于信號(hào)角度(AOA)
AOA(Angle of Arrival),該定位辦法是基于接收信號(hào)角來(lái)進(jìn)行目標(biāo)定位的方式。角度檢測(cè)的基本原理是通過(guò)天線陣列獲取信號(hào)在不同陣元上的相位差, 然后通過(guò)信號(hào)角度估計(jì)算法獲得來(lái)波方向信息。
3)基于到達(dá)時(shí)間法(TOA)
TOA(Time of Arrival),此方法就是通過(guò)信號(hào)在空中的傳播速度*飛行的時(shí)間來(lái)測(cè)量目標(biāo)定位點(diǎn)與接收端的距離來(lái)最終定位。
4)基于到達(dá)時(shí)間差法(TDOA)
TDOA(Time Difference of Arrival),基于到達(dá)時(shí)間差法又叫雙曲線定位法,通過(guò)測(cè)量信號(hào)到達(dá)監(jiān)測(cè)站的時(shí)間,可以確定信號(hào)源的距離。以監(jiān)測(cè)站為中心,距離為半徑作圓來(lái)確定信號(hào)位置。TDOA算法是對(duì)TOA算法的改進(jìn),他不是直接利用信號(hào)到達(dá)時(shí)間,而是用多個(gè)基站接收到信號(hào)的時(shí)間差來(lái)確定移動(dòng)臺(tái)位置,定位精度也有所提高。
3.室內(nèi)定位技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景
室內(nèi)定位技術(shù)主要是在室內(nèi)場(chǎng)所對(duì)人員、設(shè)備、物資進(jìn)行實(shí)時(shí)定位,被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、智能家居、醫(yī)療、安防、體育運(yùn)動(dòng)等領(lǐng)域,以及布局復(fù)雜的大型商超、機(jī)場(chǎng)、酒店、博物館等室內(nèi)場(chǎng)景中。
在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域,室內(nèi)定位技術(shù)可以用來(lái)跟蹤人員、物流設(shè)備、機(jī)器人、車輛等,通過(guò)軌跡追蹤實(shí)現(xiàn)全廠范圍內(nèi)貨物的定位監(jiān)控,智能巡檢,員工監(jiān)控以及安全預(yù)警,助力工廠實(shí)現(xiàn)智能化升級(jí);在智能家居領(lǐng)域,室內(nèi)定位技術(shù)可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)人員跟蹤,從而根據(jù)人的位置來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)照明、溫度、音響等設(shè)備;在安防領(lǐng)域,室內(nèi)定位技術(shù)可以收集人員在室內(nèi)的移動(dòng)和行為數(shù)據(jù),進(jìn)行分析,以優(yōu)化商業(yè)運(yùn)營(yíng)、展覽布局等方面的決策;在醫(yī)療領(lǐng)域,室內(nèi)定位技術(shù)可以用于監(jiān)測(cè)病人的位置和活動(dòng),監(jiān)控老年人或特殊病患者的情況,以及為康復(fù)過(guò)程提供指導(dǎo);在體育運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域,室內(nèi)定位技術(shù)可以用于分析運(yùn)動(dòng)員在體育場(chǎng)館內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡和行為,以改善訓(xùn)練和表現(xiàn)。
4.國(guó)際室內(nèi)定位廠商巡禮
Zebra Technologies
Zebra Technologies(斑馬技術(shù))提供包括基于RFID、藍(lán)牙、Low Energy、UWB、Wi-Fi、GPS 等技術(shù)的室內(nèi)定位和資產(chǎn)管理解決方案。斑馬技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于其專利的核心算法和快速的反應(yīng)設(shè)計(jì),能夠滿足高速定位的需要。單個(gè)定位服務(wù)器可以連接64個(gè)定位天線,為3600個(gè)信標(biāo)提供準(zhǔn)確的定位信息。滿足客戶從一維到三維空間的實(shí)時(shí)定位需求。Zebra的長(zhǎng)效信標(biāo)可以使用7年。斑馬技術(shù)的解決方案在工業(yè)、零售等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,可以幫助實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)資產(chǎn)追蹤和管理,同時(shí)也包括室內(nèi)定位功能。
Aruba Networks (HPE)
Aruba Networks 是惠普企業(yè)(HPE)旗下專注于網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)設(shè)備解決方案的供應(yīng)商。其室內(nèi)定位Aruba Location Services利用 Wi-Fi 和藍(lán)牙低功耗(BLE)技術(shù),通過(guò)部署藍(lán)牙信標(biāo)在建筑物內(nèi),為設(shè)備和人員提供準(zhǔn)確的定位??梢詫?Aruba 接入點(diǎn)用作物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),并支持 BLE 和 Zigbee 連接,以及 EnOcean 和專用物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議,無(wú)需單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)。
Apple
iBeacon是由蘋(píng)果公司推出的一項(xiàng)無(wú)線技術(shù),旨在通過(guò)藍(lán)牙低功耗(BLE)發(fā)射信號(hào)來(lái)與附近的設(shè)備進(jìn)行通信。iBeacon技術(shù)使得移動(dòng)應(yīng)用程序能夠根據(jù)用戶的位置信息發(fā)送相關(guān)的信息,從而為用戶提供更加個(gè)性化和定位的體驗(yàn)。
iBeacon技術(shù)基于藍(lán)牙低功耗標(biāo)準(zhǔn),這意味著設(shè)備之間可以進(jìn)行短距離通信而不會(huì)消耗太多電量。iBeacon設(shè)備是小型的硬件設(shè)備,通常由一個(gè)發(fā)射器(發(fā)送器)和一個(gè)藍(lán)牙芯片組成。發(fā)射器會(huì)定期發(fā)射藍(lán)牙信號(hào),包含一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)符,移動(dòng)設(shè)備可以通過(guò)掃描這些信號(hào)來(lái)確定自己的位置。
要使用iBeacon技術(shù),用戶需要在其移動(dòng)設(shè)備上安裝支持該技術(shù)的應(yīng)用程序。這些應(yīng)用程序可以通過(guò)監(jiān)測(cè)接收到的iBeacon信號(hào)來(lái)觸發(fā)特定的操作,比如發(fā)送通知、顯示特定信息、啟動(dòng)應(yīng)用程序等。
iBeacon的主要應(yīng)用之一是為用戶提供基于位置的體驗(yàn)。在工業(yè)上,很多國(guó)內(nèi)的公司也用iBeacon技術(shù)來(lái)做定位。例如為工作人員佩戴iBeacon胸牌或手環(huán),就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)物品或人員的監(jiān)控定位。
Quuppa
Quuppa成立于2012年9月,是實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)(RTLS)供應(yīng)商,由原諾基亞研發(fā)中心負(fù)責(zé)研發(fā)高精度室內(nèi)定位技術(shù)的團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建?;诘竭_(dá)角方法的發(fā)現(xiàn),創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)在算法上取得突破性的進(jìn)展,并通過(guò)廣泛的研究與驗(yàn)證,使技術(shù)日臻成熟。Quuppa智能定位系統(tǒng)為基于位置的服務(wù)和應(yīng)用提供強(qiáng)大的引擎工具。Quuppa通過(guò)將低功耗藍(lán)牙技術(shù),獨(dú)特的到達(dá)角信號(hào)處理方法,先進(jìn)的專有算法三者合一,提供實(shí)時(shí)精準(zhǔn)的位置數(shù)據(jù)。目前,Quuppa擁有超過(guò)150家全球合作伙伴。
圖 Quuppa智能定位系統(tǒng)示意圖
(來(lái)源:Quuppa官網(wǎng))
QUUPPA的技術(shù)和產(chǎn)品應(yīng)用在工業(yè)、安防、智能建筑、體育、醫(yī)療、服務(wù)、零售等各種行業(yè)。在工業(yè)上,QUUPPA產(chǎn)品和技術(shù)起到了碰撞避免、危險(xiǎn)區(qū)域檢測(cè)、設(shè)備庫(kù)存統(tǒng)計(jì)、生命體征檢測(cè)、人員追蹤、跌倒檢測(cè)、訪問(wèn)者跟蹤等作用。
Estimote
Estimote 是一家專注于藍(lán)牙低功耗(BLE)技術(shù)的公司,其解決方案 Estimote Indoor Location SDK 用于在室內(nèi)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)定位。他們的技術(shù)基于藍(lán)牙信標(biāo)(beacons)和移動(dòng)設(shè)備上的 Estimote Beacon。通過(guò)部署信標(biāo)和利用設(shè)備上的傳感器,Estimote 的解決方案可以在零售、展覽、娛樂(lè)等多個(gè)領(lǐng)域?yàn)橛脩籼峁┦覂?nèi)定位和導(dǎo)航。
IndoorAtlas
IndoorAtlas 是一家專注于地磁和超聲波定位技術(shù)的公司。利用設(shè)備內(nèi)置的傳感器,結(jié)合地磁和超聲波數(shù)據(jù),提供基于地磁場(chǎng)的室內(nèi)定位技術(shù)。該技術(shù)無(wú)需依賴GPS信號(hào),也不需要額外的硬件設(shè)備,可以在各種室內(nèi)環(huán)境中為用戶提供高精度的室內(nèi)導(dǎo)航。
IndoorAtlas的技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。其中包括室內(nèi)導(dǎo)航、位置感知型移動(dòng)應(yīng)用、零售業(yè)的定位營(yíng)銷、物流和倉(cāng)儲(chǔ)管理等。IndoorAtlas還為開(kāi)發(fā)者提供了軟件開(kāi)發(fā)工具包(SDK)和應(yīng)用程序接口(API),使開(kāi)發(fā)者能夠集成室內(nèi)定位功能到他們的應(yīng)用中。
谷歌的 Beacon Platform 是一種基于藍(lán)牙低功耗(BLE)技術(shù)的室內(nèi)定位解決方案。通過(guò)在建筑物內(nèi)部署藍(lán)牙信標(biāo),移動(dòng)設(shè)備可以感知信標(biāo)的信號(hào),為用戶提供定位、導(dǎo)航和互動(dòng)體驗(yàn)。谷歌的解決方案允許開(kāi)發(fā)者利用 Beacon 技術(shù)為應(yīng)用程序添加位置感知功能。
Ubisense
Ubisense 提供基于超聲波和RFID技術(shù)的室內(nèi)定位和實(shí)時(shí)位置感知解決方案。廣泛應(yīng)用于制造業(yè)和物流管理。他們的技術(shù)結(jié)合了無(wú)線通信和傳感器數(shù)據(jù),能夠在復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境中準(zhǔn)確定位人員、設(shè)備和資產(chǎn)。其解決方案可幫助提高生產(chǎn)效率和管理流程。
HERE
HERE 公司提供基于 Wi-Fi、藍(lán)牙和傳感器數(shù)據(jù)的室內(nèi)定位解決方案,HERE Indoor Positioning。該解決方案結(jié)合了多種定位技術(shù),以提供高精度的室內(nèi)定位服務(wù)。HERE 的解決方案在智能城市、交通、零售等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,為用戶提供準(zhǔn)確的位置感知和導(dǎo)航。
Sensewhere
Sensewhere 是一家提供室內(nèi)定位和位置服務(wù)的公司,其技術(shù)基于 Wi-Fi、藍(lán)牙和傳感器數(shù)據(jù)。他們的定位技術(shù)特點(diǎn)在于提供高度精確的定位,適用于商業(yè)、文化和娛樂(lè)場(chǎng)所等多個(gè)領(lǐng)域。
Pozyx Labs
Pozyx Labs 位于比利時(shí),專注于提供室內(nèi)定位和位置跟蹤解決方案。他們的技術(shù)基于超寬帶(UWB)技術(shù),可用于實(shí)現(xiàn)高精度的室內(nèi)定位和位置識(shí)別。Pozyx Labs 提供一系列超寬帶定位設(shè)備、傳感器和解決方案,用于實(shí)現(xiàn)室內(nèi)定位、位置感知和導(dǎo)航。Pozyx Labs 的技術(shù)以其高精度而聞名,可以實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)別的定位精度。這使得他們的解決方案在需要高精度室內(nèi)定位的場(chǎng)景中非常有用。他們的產(chǎn)品可以適用于不同的應(yīng)用領(lǐng)域,如物流、工業(yè)自動(dòng)化、醫(yī)療保健等。
Sewio Networks
Sewio 總部位于捷克,專注于提供實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)(RTLS)解決方案,用于室內(nèi)定位、跟蹤和位置感知。他們的技術(shù)基于超寬帶(UWB)技術(shù),旨在實(shí)現(xiàn)高精度和可靠的室內(nèi)定位和位置識(shí)別,并配有RTLS Studio、遠(yuǎn)程管理和可視化軟件。Sewio為合作伙伴和客戶提供了一個(gè)準(zhǔn)確、易于集成、可靠且完全可擴(kuò)展的物聯(lián)網(wǎng)解決方案,用于室內(nèi)位置跟蹤,使企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)更高的效率、盈利能力和安全性。
Pointr
Pointr 是一家英國(guó)技術(shù)公司,專注于室內(nèi)定位和導(dǎo)航解決方案。pointr利用了Deep Location(一組獲得專利的機(jī)器學(xué)習(xí)和傳感器融合技術(shù)),并通過(guò)解鎖室內(nèi)谷歌地圖風(fēng)格的解決方案,幫助改善客戶體驗(yàn)、獲取數(shù)據(jù)洞察并大幅提高效率。目前,Pointr 室內(nèi)定位系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于包括醫(yī)療保健設(shè)施、機(jī)場(chǎng)、零售、配送中心等場(chǎng)所。
5.國(guó)內(nèi)室內(nèi)定位廠商巡禮
海爾物聯(lián)網(wǎng)
海爾物聯(lián)網(wǎng)是海爾集團(tuán)的子公司,專注于智能家居和物聯(lián)網(wǎng)解決方案。其室內(nèi)定位解決方案應(yīng)用在智能家居領(lǐng)域,通過(guò)使用傳感器和網(wǎng)絡(luò)技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)家居內(nèi)部設(shè)備和人員的定位,提供個(gè)性化的控制和服務(wù)。
百度
百度提供的室內(nèi)地圖和定位技術(shù),可以為用戶提供室內(nèi)導(dǎo)航、位置搜索和定位服務(wù),適用于商場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)和公共場(chǎng)所。
沃旭通訊
沃旭通訊是一家專注位置數(shù)字化研究及應(yīng)用的高新技術(shù)企業(yè)。面向工業(yè)制造、電力能源、礦井礦山、倉(cāng)儲(chǔ)物流等行業(yè)領(lǐng)域提供精準(zhǔn)的位置數(shù)字化整體解決方案,也為汽車、智能家居、IoT等領(lǐng)域提供模塊定制化方案,涵蓋定位標(biāo)簽、定位基站、定位模塊、計(jì)算引擎及業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺(tái)等一站式信息技術(shù)服務(wù)。沃旭通訊依托十余年的射頻開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn),以自有核心算法為技術(shù)支撐,將UWB與WIFI、BLE、AP、5G等通信技術(shù)的融合,打造全鏈條產(chǎn)品矩陣,實(shí)現(xiàn)位置數(shù)據(jù)的全方位互聯(lián)互通。聚焦行業(yè)應(yīng)用,通過(guò)對(duì)人、車、物、料的位置感知,讓安全與效率提升清晰可見(jiàn),持續(xù)為用戶創(chuàng)造價(jià)值。
尋息科技
尋息電子科技有限公司深耕位置物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域15年,具備從室內(nèi)到室外、從米級(jí)到厘米級(jí)的全棧式位置物聯(lián)網(wǎng)能力。尋息科技針對(duì)工業(yè)安全生產(chǎn)管理,智慧醫(yī)療、智慧養(yǎng)老、智慧政務(wù)、電力能源、工貿(mào)制造等領(lǐng)域,打造“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大健康、政企事業(yè)”三大主力品牌,賦能全行業(yè)生態(tài)伙伴。尋息電子的鈦斗星地融合廣域定位系統(tǒng),基于多傳感的測(cè)高算法,室外GPS/北斗衛(wèi)星定位技術(shù)+室內(nèi)定位技術(shù),有效解決百萬(wàn)平大廠布置定位系統(tǒng)“價(jià)格高、定位不準(zhǔn)、室內(nèi)外切換難”等問(wèn)題。
中興通訊
中興通訊是全球領(lǐng)先的通信技術(shù)解決方案供應(yīng)商,他們的室內(nèi)定位技術(shù)主要用于物聯(lián)網(wǎng)和智能城市領(lǐng)域。中興通訊的解決方案結(jié)合了無(wú)線通信和傳感器數(shù)據(jù),可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備和人員在室內(nèi)環(huán)境中的定位和追蹤。
聯(lián)睿電子
聯(lián)睿電子科技有限公司主要從事UWB(超寬帶)高精度定位技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用。公司以室內(nèi)精準(zhǔn)定位(UWB)為核心技術(shù),并融合北斗、藍(lán)牙、視頻等技術(shù),為各行業(yè)提供厘米級(jí)到米級(jí)精度的定位技術(shù)解決方案和相關(guān)服務(wù)。重點(diǎn)服務(wù)于智慧電力、智慧施工、智能工廠等領(lǐng)域。
藍(lán)色創(chuàng)源
藍(lán)色創(chuàng)源科技有限公司是藍(lán)牙AOA解決方案提供商,提供藍(lán)牙AOA新型定位技術(shù)設(shè)施。在智慧工廠方面,藍(lán)色創(chuàng)源BlueIOT智慧工業(yè)精準(zhǔn)定位管理系統(tǒng),從不同類型工業(yè)企業(yè)管理的難點(diǎn)痛點(diǎn)出發(fā),借助藍(lán)牙信號(hào)達(dá)到角(AOA)定位算法獲得標(biāo)簽唯一來(lái)波方向與位置,將傳統(tǒng)低精度藍(lán)牙5米精度提升十倍,獲得穩(wěn)定的亞米級(jí)精度。其基站采用專利技術(shù),通過(guò)藍(lán)牙5.1陣列天線切換,向下兼容所有藍(lán)牙4.0標(biāo)簽,可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)IOT標(biāo)簽高精度定位與LBS手機(jī)高精度定位。
清研訊科
清研訊科(北京)科技有限公司,核心團(tuán)隊(duì)來(lái)自清華大學(xué)測(cè)試技術(shù)與儀器國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,是全系列工業(yè)精確定位產(chǎn)品與解決方案提供商,該企業(yè)通過(guò)提供人員、車輛、設(shè)備、資產(chǎn)的精確位置,在提升生產(chǎn)效率、加強(qiáng)安全監(jiān)管和提高社會(huì)管理水平等方面發(fā)揮了重要價(jià)值。清研的LocalSense無(wú)線定位技術(shù)主要應(yīng)用于智能制造、汽車裝配、倉(cāng)儲(chǔ)物流、電力能源、司法公安、法院檢察院、隧道交通、智慧城市等十余個(gè)行業(yè)。
致尋科技
北京致尋科技有限公司是一家專注于以超寬帶技術(shù)(UWB)為核心的室內(nèi)定位系統(tǒng)定制方案提供商。核心團(tuán)隊(duì)潛心于超寬帶技術(shù)研究及市場(chǎng)應(yīng)用多年,超寬帶定位技術(shù)完全自主開(kāi)發(fā)、擁有數(shù)十項(xiàng)專利。定位系統(tǒng)采用到達(dá)時(shí)間差算法(TDOA),實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)定位精度。定位數(shù)據(jù)接口豐富,易于調(diào)用。致尋科技為各行業(yè)提供全面的物聯(lián)網(wǎng)解決方案,領(lǐng)域涵蓋煙草、電力、醫(yī)療、餐飲、學(xué)校、博物館、倉(cāng)儲(chǔ)物流、工業(yè)自動(dòng)化及大型會(huì)展中心等。
天工測(cè)控
天工測(cè)控技術(shù)有限公司專業(yè)從事GNSS、WiFi、藍(lán)牙等無(wú)線產(chǎn)品的研究和應(yīng)用。天工測(cè)控能提供系列的工業(yè)級(jí)高品質(zhì)GPS、BDS、GLONASS、GALILEO等GNSS導(dǎo)航定位模塊、Wi-Fi模塊、藍(lán)牙模塊及室內(nèi)定位解決方案,并基于模塊內(nèi)核進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)應(yīng)用,給客戶提供低成本的無(wú)線產(chǎn)品解決方案,降低客戶整體成本。
結(jié)語(yǔ)
室內(nèi)定位技術(shù)解決了室外導(dǎo)航無(wú)法覆蓋的“最后一公里”的問(wèn)題,隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的發(fā)展,室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)將更加精準(zhǔn)化、智能化、個(gè)性化??梢灶A(yù)料,室內(nèi)定位技術(shù)將迎來(lái)規(guī)?;?、大眾化的應(yīng)用時(shí)代,并與室外定位技術(shù)集成,實(shí)現(xiàn)出入場(chǎng)景無(wú)縫切換,共同為人們提供高精度位置服務(wù)。
審核編輯:湯梓紅
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原文標(biāo)題:室內(nèi)定位技術(shù)的原理、應(yīng)用與廠商概覽
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