地磁定位的由來
眾所周知,我們生活的世界畴蹭,處處遍布著地球磁場氓仲。合理利用這種天賜的資源是生物的本能水慨。
很多鳥類,尤其是遷徙的候鳥寨昙,在做長途飛行時都能利用地球磁場來保持其飛行路線不發(fā)生偏離讥巡,研究發(fā)現(xiàn)這些鳥類有一種特殊的“聯(lián)覺”,可以讓它們“看到”地球磁場中磁力線的分布,就好像它們看到周圍環(huán)境中只有五彩繽紛的圖案一樣舔哪。
而人類利用地磁進行方向辨認和導航亦由來已久欢顷,古代人發(fā)明的指南車、航海羅盤捉蚤,都是很好的例證√浚現(xiàn)如今,隨著測量儀器的發(fā)展缆巧,和對地磁研究的深入布持,人們可以對不同空間的地磁場進行精確描述和測量,使得地磁定位導航成為了可能陕悬。
室內地磁定位是怎么一回事题暖?
地球本身是一個巨大的磁體,它在地理南北兩極間形成一個基本的磁場捉超。但這種地球磁場會受到金屬物的干擾胧卤,特別是穿過鋼筋混凝土結構的建筑物時,原有磁場被建筑材料(金屬結構)擾動扭曲拼岳,使得每個建筑物內都形成了獨特的“磁性紋路”枝誊,也就是說在室內形成了一種有規(guī)律的“室內磁場”。
而且惜纸,如果建筑物本身不發(fā)生鋼筋體的結構性改變叶撒,室內磁場的特性也就固定不變。而室內地磁定位正式捕捉這種“室內地磁場”的規(guī)律特征來實現(xiàn)的耐版,通過手機端普遍集成的地磁傳感器去收集室內的磁場數(shù)據(jù)祠够,辨認室內環(huán)境里不同位置的磁場信號強度差異,從而匹配自己在空間中的相對位置椭更。
室內地磁定位精度
理論上不同位置的地磁場差異性是微秒的哪审,普通的測量工具是無法探測的,但這種被建筑物擾動扭曲后的“室內地磁場”卻恰恰加強了地磁信號的差異性虑瀑,使得室內地磁數(shù)據(jù)的獲取變得可能湿滓,也間接提高了定位的精準性。由于室內每一小塊空間的磁場紋路都是獨一無二的舌狗,所以當手機獲取了該區(qū)域的磁場特征后叽奥,匹配系統(tǒng)中的磁場數(shù)據(jù)庫,就能進行精確定位痛侍,通常精度在2米左右朝氓,足夠勝任大部分室內環(huán)境的定位需求。
室內地磁定位的優(yōu)勢
1主届、無硬件
定位環(huán)境不需要部署額外的硬件赵哲,完全零施工,也不用采用額外的終端君丁,帶有地磁傳感器的手機即可部署和體驗枫夺,不分場景和時間,不需擔心設備供電绘闷,不需要現(xiàn)場維護等各種問題橡庞,方便用戶進行大規(guī)模推廣和應用。
2印蔗、無累積誤差
作為一種匹配定位算法扒最,地磁導航的誤差不會隨著時間產生累積效應,非常適合與慣性導航系統(tǒng)進行信息融合华嘹,構成組合導航系統(tǒng)吧趣,對慣性器件產生的累計誤差進行及時的修正。
3耙厚、低成本
由于沒有了硬件成本强挫,室內地磁定位系統(tǒng)的整體成本也會大大降低。
室內地磁定位的不足
1颜曾、地磁數(shù)據(jù)采集工作
地磁定位技術的使用要始于對現(xiàn)場地磁數(shù)據(jù)的采集纠拔,而且每當室內環(huán)境有較大的變動,比如重新裝修的情況時泛豪,需要重新對現(xiàn)場地磁數(shù)據(jù)進行采集更新稠诲,這相當于給用戶帶來了較多的工作量。
2诡曙、信號干擾
地磁信號本身是容易受到金屬物的干擾臀叙,室內環(huán)境又很難保持一成不變,假如用戶周邊突然出現(xiàn)駛過一輛汽車价卤,現(xiàn)場磁場受到干擾劝萤,對其位置的獲取勢必有較多影響,因此地磁定位的穩(wěn)定性值得商榷慎璧。
3床嫌、初始位置的獲取
地磁定位是相對位置跨释,所以單純依靠地磁來定位是沒法立刻獲取初始位置的,很多方案都要求用戶在使用定位前在室內行走5~8米厌处,以幫助獲取初始位置鳖谈,也有很多方案采取其他定位技術(比如PDR/iBeacon/Wifi)來輔助獲取初始位置,這也是室內地磁定位技術最難解決的問題阔涉。
結語
對于大部分商業(yè)場景來說缆娃,地磁定位技術的精度以及穩(wěn)定性已經足夠,而且由于是純軟件定位瑰排,很容易受到推廣贯要,但對于想要獲得更穩(wěn)定更精確的定位效果的場景或者用戶來說,單純的地磁定位技術就顯得沒有太多優(yōu)勢椭住,個人認為崇渗,多種輕定位技術的融合方案是最值得去研究的,比如iBeacon+地磁或者Wifi+地磁函荣,一方面能夠獲得較高精度显押,另一方面用戶體驗也比較流暢。
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