室內定位技術(shù)現狀和發(fā)展趨勢

　　基于慣性傳感器的輔助定位：慣性傳感器如加速度計、陀螺儀、磁場(chǎng)計和壓力傳感器已經(jīng)被廣泛地應用在手機和平板電腦等移動(dòng)設備上，它們提供9軸或12軸自由度的運動(dòng)估算。這些傳感器可以估計用戶(hù)的運動(dòng)狀態(tài)，實(shí)時(shí)地推算用戶(hù)的運動(dòng)軌跡及高度信息。根據估算的運動(dòng)軌跡，系統可以給出目標用戶(hù)相對初始點(diǎn)或參考點(diǎn)的相對位置。它的優(yōu)點(diǎn)是在相對短的時(shí)間內可以給出準確的相對位置估計，并且位置更新速度快，另外功耗也較低;其缺點(diǎn)是長(cháng)時(shí)間的估算誤差大，另外有些系統對用戶(hù)會(huì )提出使用限制，比如設備只能采取特定的指向?；?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/慣性傳感器">慣性傳感器的輔助定位已經(jīng)開(kāi)始被廣泛應用。

　　地圖匹配技術(shù)：室內地圖技術(shù)也需要迅速發(fā)展，地圖匹配技術(shù)可以幫助定位技術(shù)提高精度，比如通過(guò)地圖拓撲結構分析來(lái)修正慣性傳感器給出的位置推算結果，可以很好地提高慣性傳感器位置推算的精度。

　　低功耗藍牙技術(shù)：基于低功耗藍牙的定位技術(shù)會(huì )變得越來(lái)越重要，尤其是對零售領(lǐng)域的應用。 該技術(shù)需要布局Beacon網(wǎng)絡(luò )，每個(gè)Beacon創(chuàng )建一個(gè)信號區域，定位精度可以做到區域定位，也可以通過(guò)RSSI與距離的關(guān)系公式計算出設備與Beacon之間的距離，另外還可以利用三邊測量定位、指紋算法等增加定位精度。多個(gè)Beacons，并且拓撲合理，能達到比較好的室內定位效果?，F在的局限是需要布局專(zhuān)用的Beacon設施，其覆蓋范圍不廣，并且很多移動(dòng)用戶(hù)不經(jīng)常開(kāi)啟藍牙設備。 隨著(zhù)很多大公司的推動(dòng)，相關(guān)技術(shù)會(huì )有更大的發(fā)展和更廣泛的應用空間。

　　圖2列舉了主要的室內定位技術(shù)和其主要的推動(dòng)者，這里主要是針對國外的公司的調研結果。

　　室內定位已經(jīng)迎來(lái)了高速發(fā)展的階段，現在可以看到和預測的趨勢可以總結以下幾點(diǎn)：

　　(1)基于低功耗藍牙BLE的定位技術(shù)會(huì )被越來(lái)越廣泛應用。藍牙室內定位已發(fā)展一段時(shí)間，但過(guò)去并未受重視，隨著(zhù)蘋(píng)果公司提出的iBeacon技術(shù)， BLE 定位受到相當大的關(guān)注。目前基于該技術(shù)的信息推送應用在零售業(yè)已經(jīng)獲得相當大的響應，預期未來(lái)BLE室內定位技術(shù)會(huì )更多結合信息推送、移動(dòng)支付等應用，或被實(shí)踐在日常生活上提供個(gè)性化服務(wù)。

　　(2)多種技術(shù)結合的混合定位方法，以滿(mǎn)足各種室內環(huán)境和應用場(chǎng)景的需求，并彌補單一技術(shù)的局限。越來(lái)越多的解決方案已經(jīng)將9軸或12軸慣性傳感器技術(shù)和其它技術(shù)如基于WiFi的定位技術(shù)融合到一起，并且這已經(jīng)成為趨勢。Google、Broadcom、CSR 都提供多種技術(shù)融合的混合解決方案。未來(lái)會(huì )有更多的解決方案是完整的傳感器/WiFi/BLE的混合解決方案以滿(mǎn)足多種需求。

　　(3)室內地圖和室內定位數據庫會(huì )迅速發(fā)展，相關(guān)技術(shù)趨于成熟，以保證快速擴展的能力和定位性能的可靠性與一致性。這里的挑戰包括地圖和數據庫的擴展性，快速有效地產(chǎn)生和維護數據庫的技術(shù)，比如通過(guò)眾包的方法。

　　(4)基于位置的應用和服務(wù)會(huì )更多利用附近的感應和發(fā)現。相對定位而言，附近的發(fā)現會(huì )更簡(jiǎn)單因為它并不需要計算精確位置，而只是發(fā)現附近的設備就能提供相應的服務(wù)。這種技術(shù)對于室內和連續無(wú)處不在的定位而言有很大影響，并可以作為很好的補充，尤其是針對精確定位不容易實(shí)現的場(chǎng)景。相關(guān)的技術(shù)有BT/BLE、LTE Direct、WiFi Direct、NFC等。

　　(5)采用專(zhuān)用的定位引擎來(lái)處理定位、運動(dòng)檢測、傳感器數據分析、信息融合和地理圍欄等。通過(guò)用專(zhuān)用的處理器來(lái)處理運動(dòng)，情境和定位，可以降低對應用處理器的喚醒，以?xún)?yōu)化和降低功耗，達到隨時(shí)隨地都知道所處位置的目標。

　　(6)低功耗優(yōu)化，降低定位功能對移動(dòng)設備帶來(lái)的額外功耗以實(shí)現隨時(shí)隨地的精準定位。包括使用專(zhuān)用的定位處理引擎以盡量少喚醒應用處理器，結合運動(dòng)檢測和行為模式的檢測來(lái)降低功耗，通過(guò)多種定位技術(shù)的融合選擇最省電同時(shí)滿(mǎn)足精度的技術(shù)，并關(guān)閉或使高功耗的定位技術(shù)處于休眠模式，以降低高功耗傳感器的使用等。

　　小結

　　本文介紹了室內定位技術(shù)及其發(fā)展趨勢。內容分為幾個(gè)部分，首先概述一些室內定位技術(shù)的應用場(chǎng)景，并基于這些應用提出一些相應的系統需求。然后對不同的定位技術(shù)及它們的優(yōu)勢和局限做出分析。最后，討論了室內定位領(lǐng)域的新發(fā)展趨勢。

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