室內(nèi)定位技術(shù)

1、簡(jiǎn)單介紹室內(nèi)定位技術(shù)簡(jiǎn)單介紹室內(nèi)定位技術(shù)珍惜時(shí)間珍惜時(shí)間 創(chuàng)造價(jià)值創(chuàng)造價(jià)值題目題目室內(nèi)定位技術(shù)概述室內(nèi)定位技術(shù)的現(xiàn)狀室內(nèi)定位技術(shù)的應(yīng)用前景室內(nèi)定位技術(shù)概述室內(nèi)定位技術(shù)概述v起源起源 美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)于1996年下達(dá)指示要求移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商為移動(dòng)電話用戶提供E-911(緊急救援)服務(wù)，這就要求對(duì)所有移動(dòng)電話用戶實(shí)現(xiàn)定位功能，同時(shí)，F(xiàn)CC又于1999年對(duì)定位精度做出新的要求。 FCC的這些舉措大大促進(jìn)了關(guān)于定位技術(shù)及其服務(wù)業(yè)務(wù)研究的發(fā)展，很多國(guó)家開始致力于研究商用定位技術(shù)并推出了各具特色的商用定位服務(wù)。近幾年，全球移動(dòng)用戶的數(shù)量迅猛發(fā)展， 為商用位置服務(wù)提供了極其誘人的市場(chǎng)前景。相關(guān)的位置服

2、務(wù)業(yè)務(wù)可包括：緊急求救電話服務(wù)、物流管理、商業(yè)求助電話服務(wù)、個(gè)人問詢服務(wù)、車輛導(dǎo)航服務(wù)、特定跟蹤服務(wù)等等。室內(nèi)定位技術(shù)概述室內(nèi)定位技術(shù)概述自有手機(jī)定位公用移動(dòng)定位移動(dòng)定位移動(dòng)定位室內(nèi)定位室內(nèi)定位移動(dòng)定位技術(shù)是利用無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，通過對(duì)接收到的無(wú)線電波的一些參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)特定的算法對(duì)某一移動(dòng)終端或個(gè)人在某一時(shí)間所處的地理位置進(jìn)行精確測(cè)定，以便為移動(dòng)終端用戶提供相關(guān)的位置信息服務(wù)，或進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)和跟蹤。v定義室內(nèi)定位技術(shù)的現(xiàn)狀室內(nèi)定位技術(shù)的現(xiàn)狀室內(nèi)定位技術(shù)解決方案介紹室內(nèi)定位技術(shù)解決方案介紹室內(nèi)定位技術(shù)遇到的主要問題室內(nèi)定位技術(shù)遇到的主要問題室內(nèi)定位方案樣例介紹室內(nèi)定位方案樣例介紹室內(nèi)定位

3、技術(shù)解決方案介紹室內(nèi)定位技術(shù)解決方案介紹 紅外線室內(nèi)定位技術(shù)超聲波定位技術(shù)藍(lán)牙定位技術(shù)射頻識(shí)別定位技術(shù)超寬帶定位技術(shù) WIFI定位技術(shù) ZigBee定位技術(shù) 計(jì)算機(jī)視覺定位技術(shù) 磁場(chǎng)定位技術(shù) 信標(biāo)定位技術(shù)LEFTRIGHT室內(nèi)定位方案樣例介紹室內(nèi)定位方案樣例介紹谷歌方案博通方案IndoorAtlas方案Qubulus方案杜克大學(xué)方案v 關(guān)于室內(nèi)定位技術(shù)的幾個(gè)樣例方案關(guān)于室內(nèi)定位技術(shù)的幾個(gè)樣例方案諾基亞方案谷歌方案谷歌方案GPS基站基站盲點(diǎn)盲點(diǎn)wifi室內(nèi)無(wú)GPS、wifi或基站信號(hào)的地方室內(nèi)一般也能搜索到23顆衛(wèi)星目前此方案的精度還不是很滿意，所以谷歌后來(lái)又發(fā)布了一個(gè)叫目前此方案的精度還不是很

4、滿意，所以谷歌后來(lái)又發(fā)布了一個(gè)叫“Google Maps Floor Plan Marker”的手機(jī)應(yīng)用，號(hào)召用戶按照一定的的手機(jī)應(yīng)用，號(hào)召用戶按照一定的步驟來(lái)提高室內(nèi)導(dǎo)航的精度。步驟來(lái)提高室內(nèi)導(dǎo)航的精度。谷歌方案谷歌方案用戶在使用谷歌的用戶在使用谷歌的室內(nèi)導(dǎo)航時(shí)，谷歌室內(nèi)導(dǎo)航時(shí)，谷歌會(huì)收集一些會(huì)收集一些GPS、wifi、基站等信息、基站等信息獲取更多的獲取更多的建筑平面圖建筑平面圖收集一些收集一些GPS、wifi、基站等信息基站等信息通過服務(wù)器進(jìn)行處理分析之通過服務(wù)器進(jìn)行處理分析之后為用戶提供更準(zhǔn)確的定位后為用戶提供更準(zhǔn)確的定位服務(wù)。服務(wù)。BeforeAfterv谷歌一直在努力解決兩個(gè)問題谷

5、歌一直在努力解決兩個(gè)問題谷歌目前想通過谷歌目前想通過“眾眾包包”的方式解決數(shù)據(jù)的方式解決數(shù)據(jù)源的問題，就是鼓勵(lì)源的問題，就是鼓勵(lì)用戶上傳建筑平面圖。用戶上傳建筑平面圖。谷歌目前想通過谷歌目前想通過“眾包眾包”的的方式解決數(shù)據(jù)源的問題，就方式解決數(shù)據(jù)源的問題，就是鼓勵(lì)用戶上傳建筑平面圖。是鼓勵(lì)用戶上傳建筑平面圖。諾基亞方案諾基亞方案 一一設(shè)備帶有藍(lán)牙模塊，就能夠使用這種設(shè)備帶有藍(lán)牙模塊，就能夠使用這種技術(shù)進(jìn)行定位技術(shù)進(jìn)行定位二二三三僅有一個(gè)藍(lán)牙模塊還不能完成定位，僅有一個(gè)藍(lán)牙模塊還不能完成定位，還需要在室內(nèi)安裝一種定位發(fā)射臺(tái)，還需要在室內(nèi)安裝一種定位發(fā)射臺(tái)，通過這兩者之間的通信完成定位。通過這兩

6、者之間的通信完成定位。發(fā)射臺(tái)可以覆蓋發(fā)射臺(tái)可以覆蓋100m100m的范圍，定的范圍，定位精度在位精度在30cm100cm，而且成本低、，而且成本低、功耗低等特點(diǎn)，一臺(tái)或多臺(tái)都能完成定位。功耗低等特點(diǎn)，一臺(tái)或多臺(tái)都能完成定位。 諾基亞在研究室內(nèi)定位技術(shù)時(shí)，研發(fā)出名為High Accuracy Indoor Positioning (HAIP)的裝置諾基亞方案諾基亞方案諾基亞方案諾基亞方案v諾基亞諾基亞LD-6T 該設(shè)備具有發(fā)射信號(hào)的能力，并且上面標(biāo)注了該設(shè)備具有發(fā)射信號(hào)的能力，并且上面標(biāo)注了HAIP ID的字樣，那么這個(gè)叫做諾基的字樣，那么這個(gè)叫做諾基亞亞LD-6T的設(shè)備就是具有諾基亞擁有獨(dú)立自

7、主產(chǎn)權(quán)的高精度室內(nèi)定位發(fā)射臺(tái)。的設(shè)備就是具有諾基亞擁有獨(dú)立自主產(chǎn)權(quán)的高精度室內(nèi)定位發(fā)射臺(tái)。HAIP還具有每秒還具有每秒50次的高次的高速實(shí)時(shí)跟蹤的特點(diǎn)，并且不速實(shí)時(shí)跟蹤的特點(diǎn)，并且不限制被跟蹤移動(dòng)物體的數(shù)量，限制被跟蹤移動(dòng)物體的數(shù)量，不需要校準(zhǔn)不需要維護(hù)，發(fā)不需要校準(zhǔn)不需要維護(hù)，發(fā)射臺(tái)不需要網(wǎng)絡(luò)連接，沒有射臺(tái)不需要網(wǎng)絡(luò)連接，沒有延遲，更重要的是，它將不延遲，更重要的是，它將不會(huì)泄露用戶的隱私，并且現(xiàn)會(huì)泄露用戶的隱私，并且現(xiàn)在的智能手機(jī)都擁有藍(lán)牙模在的智能手機(jī)都擁有藍(lán)牙模塊，用戶不需要額外購(gòu)買其塊，用戶不需要額外購(gòu)買其他的設(shè)備。他的設(shè)備。諾基亞方案諾基亞方案vIndoorAtlas方案方案地球磁

8、場(chǎng)用戶需要用戶需要上傳建筑上傳建筑平面圖平面圖拿著移動(dòng)設(shè)備繞拿著移動(dòng)設(shè)備繞室內(nèi)一圈，記錄室內(nèi)一圈，記錄下各個(gè)位置的地下各個(gè)位置的地磁信號(hào)特征，這磁信號(hào)特征，這些信息需要上傳些信息需要上傳到到IndoorAtlas的的服務(wù)器服務(wù)器。IndoorAtlas方案方案v研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在一個(gè)4593英尺深英尺深(約合約合1380米米)的礦洞中完成測(cè)試，該應(yīng)用運(yùn)行良好。而該應(yīng)用在的礦洞中完成測(cè)試，該應(yīng)用運(yùn)行良好。而該應(yīng)用在 建筑物中運(yùn)行的精確范圍在建筑物中運(yùn)行的精確范圍在0.1米米-2米米;用戶無(wú)需安裝其他配套軟硬件即可使用，也可以配合其他地圖用戶無(wú)需安裝其他配套軟硬件即可使用，也可以配合

9、其他地圖應(yīng)用獲得更精確的位置信息。應(yīng)用獲得更精確的位置信息。Text in hereText in here現(xiàn)代建筑的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)在局部范圍內(nèi)對(duì)地磁產(chǎn)生擾亂，指南針可能也會(huì)因此受到影響。原則上來(lái)說，非均勻的磁場(chǎng)環(huán)境會(huì)因其路徑不同產(chǎn)生不同的磁場(chǎng)觀測(cè)結(jié)果。地球上每一棟建筑物、每一個(gè)樓層、甚至每一個(gè)角落，它們的地磁都是不一樣的。正因如此，通過探測(cè)其地磁就可以對(duì)它們進(jìn)行定位。InDooRatlas是有芬蘭奧盧大學(xué)(University of Oulu)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的移動(dòng)地圖應(yīng)用，可以通過識(shí)別不同地點(diǎn)的地磁，幫助用戶進(jìn)行室內(nèi)導(dǎo)航。IndoorAtlas通過識(shí)別地球每個(gè)位置獨(dú)特的地磁進(jìn)行定位，它

10、甚至可以在沒有無(wú)線信號(hào)的區(qū)域進(jìn)行工作。Qubulus方案方案根據(jù)無(wú)線電信號(hào)根據(jù)無(wú)線電信號(hào)（Radio Signature）來(lái)定位來(lái)定位無(wú)線電信號(hào)的強(qiáng)弱收集無(wú)線電信號(hào)根據(jù)這些差異計(jì)算出具體位置Qubulus方案方案指紋圖譜指紋圖譜根據(jù)無(wú)線信號(hào)的變化，采集無(wú)線信號(hào)根據(jù)無(wú)線信號(hào)的變化，采集無(wú)線信號(hào)生成圖譜生成圖譜QPS引擎需要兩個(gè)輸入：器件的引擎需要兩個(gè)輸入：器件的無(wú)線信號(hào)，與先前生成的指紋。無(wú)線信號(hào)，與先前生成的指紋。定位引擎定位引擎Qubulus方案方案杜克大學(xué)方案杜克大學(xué)方案杜克大學(xué)方案杜克大學(xué)方案UnLocUnLocUnLocTitle in here信號(hào)死角信號(hào)死角Title in her

11、e感應(yīng)器感應(yīng)器Title in here運(yùn)動(dòng)特征運(yùn)動(dòng)特征1.通過感知通過感知wifi、3G信號(hào)死角路標(biāo)信號(hào)死角路標(biāo)來(lái)計(jì)算你的位置來(lái)計(jì)算你的位置 2.通過運(yùn)動(dòng)特征，如電梯、樓梯等，通過運(yùn)動(dòng)特征，如電梯、樓梯等，這些位置已知的路標(biāo)來(lái)計(jì)算你的位這些位置已知的路標(biāo)來(lái)計(jì)算你的位置置3.當(dāng)設(shè)備移動(dòng)的時(shí)候，就根據(jù)其他當(dāng)設(shè)備移動(dòng)的時(shí)候，就根據(jù)其他感應(yīng)器（感應(yīng)器（ 陀螺儀、加速度傳感器、陀螺儀、加速度傳感器、方位傳感器等）來(lái)跟蹤設(shè)備的位置。方位傳感器等）來(lái)跟蹤設(shè)備的位置。這一過程精度會(huì)逐漸降低，但當(dāng)?shù)竭@一過程精度會(huì)逐漸降低，但當(dāng)?shù)竭_(dá)下一個(gè)路標(biāo)時(shí)，位置就會(huì)被校準(zhǔn)。達(dá)下一個(gè)路標(biāo)時(shí)，位置就會(huì)被校準(zhǔn)。 借助現(xiàn)實(shí)生活中路

12、標(biāo)（借助現(xiàn)實(shí)生活中路標(biāo)（landmarks）的思想）的思想杜克大學(xué)方案杜克大學(xué)方案我們的技術(shù)采用相同的直覺我們的技術(shù)采用相同的直覺 - 它充分利用了看不它充分利用了看不見見“的標(biāo)志性建筑在室內(nèi)環(huán)境中，手機(jī)使用其的標(biāo)志性建筑在室內(nèi)環(huán)境中，手機(jī)使用其內(nèi)置的傳感器可以感知。示例的地標(biāo)可以是不內(nèi)置的傳感器可以感知。示例的地標(biāo)可以是不同的運(yùn)動(dòng)由電梯或樓梯間創(chuàng)建的簽名，因?yàn)槭滞倪\(yùn)動(dòng)由電梯或樓梯間創(chuàng)建的簽名，因?yàn)槭謾C(jī)可以檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)，或機(jī)可以檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)，或WiFi或或3G信號(hào)沒有一定信號(hào)沒有一定的死區(qū)的死區(qū)一旦檢測(cè)到這樣一種無(wú)形的地標(biāo)，在手機(jī)上可一旦檢測(cè)到這樣一種無(wú)形的地標(biāo)，在手機(jī)上可以推斷其當(dāng)前的位置，然

13、后從該點(diǎn)向前運(yùn)動(dòng)傳以推斷其當(dāng)前的位置，然后從該點(diǎn)向前運(yùn)動(dòng)傳感器（如加速度計(jì)，羅盤和陀螺儀）追蹤其路感器（如加速度計(jì)，羅盤和陀螺儀）追蹤其路徑。隨著時(shí)間的推移跟蹤可能會(huì)變得不準(zhǔn)確，徑。隨著時(shí)間的推移跟蹤可能會(huì)變得不準(zhǔn)確，但手機(jī)根據(jù)標(biāo)志性建筑，不斷地修正了自己的但手機(jī)根據(jù)標(biāo)志性建筑，不斷地修正了自己的位置。位置?！皯?yīng)用程序的最好的是，它是遞歸的，從應(yīng)用程序的最好的是，它是遞歸的，從零開始記錄，隨著時(shí)間的推移，它記錄的零開始記錄，隨著時(shí)間的推移，它記錄的信息越來(lái)越豐富，它定位的準(zhǔn)確度也會(huì)逐信息越來(lái)越豐富，它定位的準(zhǔn)確度也會(huì)逐漸提高。漸提高。UnLocONETWO THREE室內(nèi)定位技術(shù)遇到的主要問題

14、室內(nèi)定位技術(shù)遇到的主要問題-現(xiàn)在，已有大量技術(shù)應(yīng)用于室外和室內(nèi)定位，如現(xiàn)在，已有大量技術(shù)應(yīng)用于室外和室內(nèi)定位，如GPS、射頻識(shí)別、射頻識(shí)別、Wi-Fi等。然而，這些技術(shù)都必須通過各自的協(xié)議使用自帶的應(yīng)等。然而，這些技術(shù)都必須通過各自的協(xié)議使用自帶的應(yīng)用程序接口。嚴(yán)重阻礙異構(gòu)方案的發(fā)展。用程序接口。嚴(yán)重阻礙異構(gòu)方案的發(fā)展。-使用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的異構(gòu)定位解決方案也是存在的，它們使用隱藏底使用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的異構(gòu)定位解決方案也是存在的，它們使用隱藏底層定位技術(shù)的實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議層定位技術(shù)的實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議(RTP)和實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議和實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議(PTCP)，可以實(shí)現(xiàn)方案間的無(wú)縫切換。使用主動(dòng)射頻識(shí)別實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)可

15、以實(shí)現(xiàn)方案間的無(wú)縫切換。使用主動(dòng)射頻識(shí)別實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)(RTLS)并結(jié)合并結(jié)合GPS技術(shù)的商業(yè)系統(tǒng)已經(jīng)存在。技術(shù)的商業(yè)系統(tǒng)已經(jīng)存在。-對(duì)于室內(nèi)定位而言，還沒有一個(gè)通用的技術(shù)對(duì)于室內(nèi)定位而言，還沒有一個(gè)通用的技術(shù);需要通過技術(shù)的融合需要通過技術(shù)的融合來(lái)解決這種典型的應(yīng)用案例。利用強(qiáng)大的中間件和應(yīng)用軟件，集來(lái)解決這種典型的應(yīng)用案例。利用強(qiáng)大的中間件和應(yīng)用軟件，集成兩種互補(bǔ)追蹤技術(shù)的解決方案也是存在的。它能夠提供更為完成兩種互補(bǔ)追蹤技術(shù)的解決方案也是存在的。它能夠提供更為完整的異構(gòu)解決方案，以及更高的整體定位系統(tǒng)覆蓋范圍和可用性整的異構(gòu)解決方案，以及更高的整體定位系統(tǒng)覆蓋范圍和可用性。精度問題仍然是無(wú)

16、法快速普及應(yīng)用的主要原因室內(nèi)定位的應(yīng)用前景室內(nèi)定位的應(yīng)用前景隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和多媒體業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的增長(zhǎng)，人隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和多媒體業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的增長(zhǎng)，人們對(duì)定位與導(dǎo)航的需求日益增大，尤其在復(fù)們對(duì)定位與導(dǎo)航的需求日益增大，尤其在復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境，如機(jī)場(chǎng)大廳、展廳、超市、雜的室內(nèi)環(huán)境，如機(jī)場(chǎng)大廳、展廳、超市、圖書館、地下停車場(chǎng)、礦井等環(huán)境中，嘗嘗圖書館、地下停車場(chǎng)、礦井等環(huán)境中，嘗嘗需要確定移動(dòng)終端或其持有者、設(shè)備與物品需要確定移動(dòng)終端或其持有者、設(shè)備與物品在室內(nèi)的位置信息，但是受定位之間、定位在室內(nèi)的位置信息，但是受定位之間、定位精度以及復(fù)雜室內(nèi)環(huán)境等條件的限制，比較精度以及復(fù)雜室內(nèi)環(huán)境等條件的限制，比較完善的定

17、位技術(shù)目前還無(wú)法很好地利用。因完善的定位技術(shù)目前還無(wú)法很好地利用。因此很多企業(yè)與科研機(jī)構(gòu)對(duì)室內(nèi)定位技術(shù)做了此很多企業(yè)與科研機(jī)構(gòu)對(duì)室內(nèi)定位技術(shù)做了深入開發(fā)和研究。深入開發(fā)和研究。移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量增長(zhǎng)趨勢(shì)移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量增長(zhǎng)趨勢(shì)（單位：億（單位：億MB）20092010201150100140室內(nèi)定位的應(yīng)用前景室內(nèi)定位的應(yīng)用前景2004TextTextTextindooroutdoorv隨著智能手機(jī)的普及，以及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，地圖與導(dǎo)航類軟件隨著智能手機(jī)的普及，以及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，地圖與導(dǎo)航類軟件將進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)代將進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)代室內(nèi)導(dǎo)航。室內(nèi)導(dǎo)航。室內(nèi)定位的應(yīng)用前景室內(nèi)定位的應(yīng)用前景首先，公共安全和應(yīng)急響應(yīng)。在緊急情況下，每一個(gè)人都想被