本文來(lái)源：物聯(lián)傳媒 本文作者：陳偉熊
尚未普及的室內(nèi)導(dǎo)航其實(shí)一直被需要
現(xiàn)在是北京時(shí)間晚上七點(diǎn)，靜靜為了改變男友心中自己愛(ài)遲到的形象，并重新贏回男友的信任，特意提早出門。她和男友相約今晚七點(diǎn)半去吃商場(chǎng)三樓的法國(guó)菜，可是無(wú)奈商場(chǎng)太大，靜靜始終沒(méi)找到店鋪位置，最后在工作人員幫助下找到了店鋪，可惜此時(shí)已經(jīng)40分，所有的努力都已經(jīng)沒(méi)有了意義。
男友笑著說(shuō)沒(méi)事，說(shuō)他早已經(jīng)習(xí)慣了，但是他自己答應(yīng)靜靜的就一定會(huì)做到，比如今晚九點(diǎn)前送靜靜回家。茶余飯飽后，他們啟程回家，時(shí)間看起來(lái)綽綽有余，可是男友一直在停車場(chǎng)找不到自己的車。最后也成了失信的人。此時(shí)他們相望淚眼，一起說(shuō)出了：“要是手機(jī)能室內(nèi)導(dǎo)航就好了！”
從這個(gè)真實(shí)生動(dòng)的例子可以看出，室內(nèi)導(dǎo)航的需求其實(shí)一直存在，根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研公司Markets and Markets的預(yù)測(cè)報(bào)告，室內(nèi)定位導(dǎo)航技術(shù)的市場(chǎng)規(guī)模將從2017年的71.1億美元增長(zhǎng)到2022年的409.9億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率高達(dá)42%。從應(yīng)用場(chǎng)景方面來(lái)看，機(jī)場(chǎng)、酒店、醫(yī)院、辦公樓和商場(chǎng)是最有意愿部署室內(nèi)定位的場(chǎng)景，其中機(jī)場(chǎng)占比最高，達(dá)到約四成；酒店占比約三成，醫(yī)院、辦公樓和商業(yè)區(qū)的比例則為24%。
三種傳統(tǒng)室內(nèi)導(dǎo)航技術(shù)比較
近年來(lái)室內(nèi)定位引發(fā)的關(guān)注越來(lái)越多，各個(gè)流派都在聲稱自己是最好的室內(nèi)定位技術(shù)。我們可以從多個(gè)緯度比較一下它們的優(yōu)劣，以下是各大主流室內(nèi)定位技術(shù)各方面指標(biāo)的對(duì)比：
對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，成本，定位精度和技術(shù)實(shí)現(xiàn)難易度是影響室內(nèi)定位導(dǎo)航的三個(gè)最關(guān)鍵的因素。
數(shù)據(jù)來(lái)源：中移動(dòng)研究院
綜合考慮下，目前市場(chǎng)上已經(jīng)商用的室內(nèi)導(dǎo)航手段主要有WIFI、藍(lán)牙、UWB三種。
WIFI導(dǎo)航：價(jià)格有優(yōu)勢(shì)，但無(wú)法實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位導(dǎo)航
WIFI導(dǎo)航通過(guò)在區(qū)域內(nèi)安置無(wú)線基站，根據(jù)待定位 Wi-Fi 設(shè)備的信號(hào)特征，結(jié)合無(wú)線基站的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，綜合確定待定位 Wi-Fi 設(shè)備的坐標(biāo)。相當(dāng)于將室內(nèi)劃分成n個(gè)小格子，記錄每一個(gè)WiFi信號(hào)特征值，當(dāng)終端進(jìn)入室內(nèi)進(jìn)行特征值比對(duì)，進(jìn)而得出終端位置，又被稱為“指紋定位”。
Wi-Fi 定位的優(yōu)勢(shì)在與利用現(xiàn)有的無(wú)線設(shè)備實(shí)現(xiàn)定位功能，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的大范圍定位，但精度只能達(dá)到2米左右。因此適用于對(duì)人或車的定位導(dǎo)航，在一些醫(yī)療機(jī)構(gòu)、主題公園、工廠、商場(chǎng)等場(chǎng)合下應(yīng)用。Wi-Fi定位的劣勢(shì)在于前期特征值錄入工程較大，同時(shí)設(shè)備必須處于聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)，否則無(wú)法實(shí)現(xiàn)定位，此外需要打眼走線，部分環(huán)境施工較為困難。而且WIFI導(dǎo)航的精度較差，無(wú)法實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位導(dǎo)航，在智慧停車、自動(dòng)駕駛等場(chǎng)景基本無(wú)法使用。
藍(lán)牙定位導(dǎo)航：目前最常用的室內(nèi)導(dǎo)航技術(shù)
藍(lán)牙定位導(dǎo)航技術(shù)可以分為藍(lán)牙4.2和藍(lán)牙5.1兩類。藍(lán)牙4.2技術(shù)原理是RSSI，通過(guò)定位終端發(fā)射藍(lán)牙信號(hào)，在數(shù)個(gè)Beacon節(jié)點(diǎn)測(cè)量信號(hào)強(qiáng)弱來(lái)確定終端定位，這種技術(shù)定位精度在1-3米，方案成熟；
藍(lán)牙5.1采用AOA/AOD定位技術(shù)，精度較高可達(dá)分米級(jí)，接近UWB技術(shù)的精準(zhǔn)度，2019年才正式面世，成熟方案相對(duì)較少。
藍(lán)牙AOA定位技術(shù)原理
藍(lán)牙4.2定位覆蓋范圍較小，雖然定位精度不夠穩(wěn)定，設(shè)備量大，但應(yīng)用范圍廣泛，芯片成本和功耗都較低，目前仍然是部署成本最低的方案之一，在地下停車場(chǎng)找車成為其室內(nèi)定位的廣泛應(yīng)用場(chǎng)景。
UWB定位導(dǎo)航：成本較高，且UWB不是手機(jī)標(biāo)配
UWB定位導(dǎo)航技術(shù)成熟，有穿透力強(qiáng)、抗多徑效果好、安全性高、定位準(zhǔn)確性高等優(yōu)點(diǎn)，但其因覆蓋范圍有限、芯片供應(yīng)商少、系統(tǒng)建設(shè)成本偏高，而且并不是每臺(tái)手機(jī)都裝了UWB，因此難以在消費(fèi)市場(chǎng)大規(guī)模鋪開(kāi)。
可見(jiàn)傳統(tǒng)的室內(nèi)導(dǎo)航方式都存在各自的限制，因此室內(nèi)定位導(dǎo)航一直局限在少數(shù)場(chǎng)景，無(wú)法進(jìn)行大面積的推廣，業(yè)界一直在探尋室內(nèi)導(dǎo)航的新技術(shù)。
室內(nèi)導(dǎo)航的新探索：把北斗衛(wèi)星裝在室內(nèi)
室外定位采用衛(wèi)星定位系統(tǒng)，比如北斗、GPS等，隨著衛(wèi)星的更新迭代與算法的完善，衛(wèi)星定位系統(tǒng)的精度也越來(lái)越高，并且，衛(wèi)星定位終端已經(jīng)非常普及，所以，如何將室內(nèi)定位能力融入到室內(nèi)，是當(dāng)前大家都在探索的話題，因?yàn)樵谑覂?nèi)沒(méi)有衛(wèi)星信號(hào)。
那如果能夠在室內(nèi)就能有衛(wèi)星信號(hào)，就很完美的解決了室內(nèi)外定位技術(shù)融合的問(wèn)題。
基于此，行業(yè)的做法有兩個(gè)，第一個(gè)方案是通過(guò)設(shè)備將室外的衛(wèi)星信號(hào)通過(guò)天線接入到室內(nèi)去，就好比幾十年前的黑白電視，信號(hào)差的時(shí)候，在室外空曠地方接一根天線，電視的信號(hào)就會(huì)好很多。
第二個(gè)方案，就是在室內(nèi)重新安裝信號(hào)發(fā)射裝備，模擬衛(wèi)星信號(hào)，即接收終端接收的信號(hào)與室外衛(wèi)星信號(hào)是一樣的，計(jì)算放在接收終端，用戶所購(gòu)置的成本就是室內(nèi)衛(wèi)星信號(hào)發(fā)射器，不需要額外購(gòu)置終端成本。
筆者近日了解到，國(guó)內(nèi)有一家公司使用自主研發(fā)的室內(nèi)北斗衛(wèi)星技術(shù)，模擬北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的發(fā)射信號(hào)，讓所有的衛(wèi)星導(dǎo)航終端(手機(jī)、電腦、車載終端等)實(shí)現(xiàn)在導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)盲區(qū)(室內(nèi)、地下、隧道、高架下等)的定位導(dǎo)航，并能無(wú)縫銜接室外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外一體化高精度定位導(dǎo)航。
定位系統(tǒng)組成
核心硬件
這套室內(nèi)北斗定位系統(tǒng)技術(shù)路徑是采用北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的底層技術(shù)架構(gòu)邏輯，突破了高精度時(shí)間同步、廣域覆蓋賦形天線、抗多徑定位算法及室內(nèi)外無(wú)縫切換等一系列關(guān)鍵技術(shù)，通過(guò)室內(nèi)北斗系統(tǒng)提供室內(nèi)高精度定位導(dǎo)航服務(wù)，這套系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)可以概括為以下六點(diǎn)：
1.內(nèi)外一體：室內(nèi)外無(wú)縫切換，真正提供室內(nèi)外一體化定位導(dǎo)航服務(wù)。這點(diǎn)可將用戶在室外享受的衛(wèi)星定位導(dǎo)航功能延伸到隧道內(nèi)，對(duì)今后的自動(dòng)駕駛意義重大。
2.超高精度：精度可達(dá)毫米級(jí)，滿足各種場(chǎng)景的需求。比如在對(duì)定位導(dǎo)航精度要求達(dá)到厘米級(jí)的港口無(wú)人駕駛集卡，室內(nèi)北斗導(dǎo)航有傳統(tǒng)室內(nèi)導(dǎo)航技術(shù)做不到的定位精度。
3.超大容量：廣播式體制，用戶數(shù)量無(wú)上限。這就可以解決機(jī)場(chǎng)、火車站、汽車站等面積大、人流量大、人員復(fù)雜等場(chǎng)景的管理問(wèn)題，建立場(chǎng)站全域高精度室內(nèi)外地圖。
4.兼容性強(qiáng)：支持所有衛(wèi)星定位導(dǎo)航終端。
5.穩(wěn)定性強(qiáng)：信號(hào)抗干擾能力強(qiáng)，系統(tǒng)全自主運(yùn)行。在煤礦等復(fù)雜環(huán)境下也可以穩(wěn)定工作。
6.時(shí)空一體：定位與授時(shí)一體化，時(shí)空基準(zhǔn)一體化。
正是由于這些優(yōu)勢(shì)，這套北斗室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)在智慧港口，智慧機(jī)場(chǎng)，智慧交通等方面都有廣泛落地應(yīng)用。不過(guò)公司負(fù)責(zé)人同時(shí)表示，針對(duì)復(fù)雜的室內(nèi)場(chǎng)景，單一技術(shù)往往難以滿足全部需求，采用多元融合的方式可以較好的滿足實(shí)際需求。
寫(xiě)在最后
數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代下，數(shù)據(jù)是最基礎(chǔ)最有價(jià)值的要素。室內(nèi)導(dǎo)航不僅能給人帶來(lái)便利，提高作業(yè)效率，還能在此基礎(chǔ)上結(jié)合大數(shù)據(jù)分析，為商業(yè)引流，消費(fèi)行為分析等方面產(chǎn)生附加價(jià)值。未來(lái)，隨著室內(nèi)導(dǎo)航成本逐漸下降與業(yè)界的逐漸重視，相信室內(nèi)導(dǎo)航會(huì)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，就看看哪項(xiàng)技術(shù)能在室內(nèi)導(dǎo)航的競(jìng)爭(zhēng)中搶占到更多的市場(chǎng)份額。
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