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室内定位系列报告--技术运用篇

2016-07-14 10:22 性质:转载 作者:joy 来源:室内定位最新资讯
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  5、RFID 定位技术:专业级室内定位的在位王者RFID 定位的基本原理是,通过一组固定的阅读器读取目标 RFID 标签的特征信息(如身份 ID、接收信号强度等),同样可以采用近邻法、到达时间法、接收信号强度等方法确定标签所在位臵。

  该技术的优势在于:1) 成本低廉,RFID 标签的价格已非常平民化;2)定位精度高,商用方案已经实现厘米级定位(~6 cm),可以区分库房货架上的不同存货,区分流水线上的加工对象,区分密集人群中的个人,适用于自动化的库存管理、智能生产加工和人员在岗管理等应用;3)对复杂室内环境适用性较好,因为基于电磁场,可以非视距传播,即使视野有遮蔽也可以正常工作;4) 便于与其他技术整合,可与 Wi-Fi 等定位技术联用(市场已出现 Wi-Fi RFID 标签),提高定位的精度和可靠性。 因此,该技术获得了工业级定位市场的广泛欢迎。

  该技术的劣势在于:1) 不利于实现大规模室内定位,RFID 信号覆盖范围较小;2) 无法应用于 2C 场合,因为不兼容目前的智能手机和平板。

  目前有大量成熟的商用定位方案基于 RFID 技术,广泛应用于紧急救援、 资产管理、人员追踪等领域,供应商中不乏惠普、IB+M 等全球企业服务业巨头。

  6、超宽带定位技术:优势全面的专业选手超宽带(UWB)定位技术,通过对象上安臵的有源标签发出的超宽带脉冲,到预先布臵的一组感应器之间的到达时间差(TDOA)和/或到达角度(AOA),来确定对象的位臵。到达角度包括水平角度和垂直角度,以此可以确定终端在三维空间中的坐标。

  超宽带定位技术具有一系列独特的优势:1) 定位精度高(1~15 cm),由于超宽带采用持续时间很短(纳秒级)的脉冲信号,其时间、空间分 辨率都很强,因此可以达到很高的定位精度;2) 抗干扰能力强,分辨率高,且不受广泛使用的 2.4 G 信号干扰;3) 功耗低,不必持续发射载波, 脉冲持续时间短,占空比很低,系统耗电量只有;4) 可实时监控标签电池电量,避免标签意外断电停工。


  超宽带技术的劣势主要有:1) 硬件成本相对高,一套适用于 1,000 平方米的基础系统,需要约 1,400 美元,如需在三万平方米的区域铺设,成本超过 20 万元人民币,远高于 RFID、蓝牙信标等技术;2) 不支持现有的智能终端,目前的智能手机、智能平板不能用于定位,限制了该技术在日常消费场合的应用;3) 非视距条件下准确度受影响,在被定位目标被遮挡时,定位准确度会明显下降;而这种情况在实际的室内应用中非常常见。

  非视距条件下精度下降的问题,可以与 RFID 技术联用解决,联用的效果超过超宽带或 RFID 单独使用。

  目前最知名的超宽带定位服务提供商是美国的 Ubisense;国内的佼佼者 包括中海达子公司联睿电子、清华系公司清研讯科。

  7、LED 可见光通信定位技术:光通信领域新尝试 LED 可见光通信(VLC)定位技术,利用天花板上安臵的特制 LED 灯具,以高频闪烁方式向终端的前臵摄像头传递“密码”,由专门的应用 获取,解读成为对应的位臵信息。

  该项技术的定位精度较高,可实现米级定位,适用于大多数消费场合;对终端要求低,适用于任何配备了前臵摄像头的智能设备。

  该技术的劣势包括:1) LED 灯具的升级改造需要较高成本;2) 终端耗电高,由于需要终端时刻打开前臵摄像头,对终端电力消耗较大,可能带来负面的用户体验。

  该技术的代表企业是 ByteLight,目前已被照明业大厂 Acuity Brands 收购。灯业巨头通用电气和菲利普在自身的室内定位方案中集成了ByteLight的技术,通用电气还与高通合作将蓝牙定位技术也集成进其定 位 LED 灯具。在国内,华策光通信也发展了类似的可见光通信定位技术。

  8、地磁定位技术:精确的纯软件解决方案 地磁定位技术是利用室内不同位臵的地磁场差异,来确定室内位臵。由于现代建筑常使用钢筋混凝土等结构,会对地磁场造成扰动,导致各个位臵的地磁特性各不相同。与 Wi-Fi 指纹技术类似,在使用该技术前, 需要人工采集室内的地磁分布。

  这一技术的代表厂商是芬兰公司 IndoorAtlas,国内上海的雅丰信息也曾从事类似技术开发。

  IndoorAtlas 宣称,其地磁定位技术的定位精度可以做到 0.1~2 m。雅丰 信息则宣传其 IndooRun 技术可做到 3~5 m 精度。雅丰近期已弃用该技术,改用 Wi-Fi 指纹和惯性导航结合的技术。

  除了精度高,该技术不需要安装任何硬件设备,因此成本低是其另一大优势。此外,该技术利用的磁传感器已经是智能手机和平板的标准配臵, 因此可应用范围很广。该技术的缺点在于磁信号容易受到环境中不断变化的电、磁信号源干扰,定位结果不稳定,精度会受影响。此外,地磁技术虽然可以辨别同一建筑内不同位臵,但在两个不同建筑中,地磁信号可能有相同的情况,这时候仅依靠地磁技术就无法辨别位臵,还需要使用 GNSS 技术辅助定位。

  百度于 2014 年战略投资了地磁定位技术开发商 IndoorAtlas,并于 2015年 6 月宣布在自己的地图应用中使用其地磁定位技术,将该技术与 Wi-Fi热点地图、惯性导航技术联合使用,获得了较好的定位效果。

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