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室内定位技术应用与研究

 发布日期:2019-08-21

 

  随着人类社会的进步,人们越来越关注自身的精确位置信息,以及兴趣点的定位与导航。GPS提供了有效的室外定位手段,成为很多人的必备工具。但是卫星导航也有它的不足:在高楼林立的城市区域以及大型场馆的室内环境,卫星定位的精度会大幅降低,甚至无法定位。随着人们对精准性和速度的要求越来越高,对室内定位的需求也十分迫切,定位与位置服务“最后一公里”问题日益突出,室内定位凸显了其作用与价值。
  
  常规的室内定位技术手段是:通过在室内有效布置基站,用户凭借手机等工具在基站中产生包括距离和信号强度等指纹特征,再根据多个基站的交叉确定用户的位置。
 
室内定位技术应用与研究
  

  室内定位及应用关键技术

  

  一、室内定位方法

 

  1、蓝牙室内定位技术

  
  蓝牙室内技术是利用在室内安装的若干蓝牙局域网接入点,把网络维持成基于多用户的基础网络链接模式,并保证蓝牙局域网接人点始终是这个微网(piconet)的主设备,然后,通过测量信号强度对新加入的盲节点进行三角定位。该技术最大的优点是设备体积小、距离短、功耗低,容易集成在手机等移动设备中。只要设备开启蓝牙功能,就能够对其进行定位。蓝牙传输不受视距的影响,但对于复杂的空间环境,蓝牙系统的稳定性稍差,受噪声信号干扰大。
  
     

     2、室内定位地图数据制作

  
  基于室内定位的应用对网络端和移动平台均有地图数据依赖。应用于室内定位的地图目前包括二维地图、三维地图和室内全景3种形式,其制作方式均与常规室外地图有所不同。此外,针对室内应用的导航地图数据制作也具有一定特殊性。由于室内位置的特殊性,其导航数据的制作无法采用类似室外导航路网形式实现,而是需要构建室内导航数据模型,以满足室内导航和位置服务的需要,支持路径规划、地图显示、路线引导及兴趣点查询等功能。
  

  3、室内路线规划与导航

  
  室内路线规划与导航在室内地图应用中意义重大。实时导航主要通过利用手机内置多种传感器如陀螺仪等,通过惯性导航算法可以检测出用户的运动状态,如用户是否静止、行车、行走,用户的朝向等,对用户不同的运动状态有针对性地处理定位结果,通过网络环境传递给服务器,通过具体算法完成路径实时导航及路线纠正,作为基于室内地图的路径规划进一步补充,提升用户实时体验。
  

  4、室内定位应用开发

  
  考虑到目前室内定位技术与室内地图制作尚无通用标准,因此,有众多室内定位应用者采用自主研发形式,开展室内地图的制作与应用展示。该方式针对个体需求,功能灵活,从数据生产、路径规划到实时导航要求自行研究开发算法,对第三方依赖性少,数据可达到安全独享,但研发难度大,涉及大量算法研究,开发周期长,人员精力投入多。
  
    

  二、室内定位应用前景

  

  1、 主流应用场景

  
  室内定位的主流应用场景主要分为两类:针对消费级的服务和针对专业领域的服务。前者主要包括商场导购、停车场寻车、家人防走散、LBS交友、展厅自助导游等;后者则包括人流监控和分析、智慧仓储和物流、人员资产管理、紧急救援和应急应需等。随着技术日臻完善,室内定位技术将在日常消费、展馆导航等生活领域、智能景区及智慧社区等行业应用领域,以及地铁等地下廊道公共安全领域发挥重要作用。
  

  2、创新应用方向

  
  通过室内定位技术示范区逐步构建与技术不断拓展,室内定位结合数据仓储与数据挖掘技术,将进一步实现基于位置数据方向的规划分析能力,构建更深层面的智慧位置平台。
  
  1)基于北斗的室内外定位一体化无缝转换
  
  通过室内外定位一体化无缝转换过渡技术,建立基于北斗的室内外无缝定位及位置服务平台,充分实现不同场所下的定位方式切换,提升平台定位精度的同时,扩展定位广度,从而达到位置服务应用在高精度定位、持续无缝定位上的双向拓展。
  
  2)多源异构数据融合、更新技术
  
  目前,室内定位应用已实现二三维地图数据、全景数据、导航数据的地图接入,倾斜摄影数据相关应用也在研究当中。随着数据内容的丰富,利用多源异构数据融合与更新,以实现室内地图的坐标体系相互转换、室内定位数据与室外数据的结合与表达一致性、不同数据间的无缝切换将成为下一步研究热点。
  
  3)室内数据仓储与挖掘
  
  室内定位系统的构建不仅仅是为了定位,将位置信息与多种数据相结合才能有效挖掘室内定位技术的巨大价值,通过更高精度、更大量级的大数据分析,将用户的位置与行为及行为背后的兴趣偏好紧密联系,为多种位置趋势分析提供科学依据,将成为室内定位最终的目标驱动。因此,对室内定位数据的挖掘与分析具有极大的商业价值和应用前景。
  

  三、 结束语

  
  虽然作为LBS“最后一米”的室内定位备受关注,但技术的不够成熟依然是不争的事实,室内定位系统依然没有形成一个有力的组织来制定统一的技术规范。

作者:华科智标