移動端室內(nèi)定位導(dǎo)航技術(shù)哪家強职车?

前言

近幾年瘫俊,全球室內(nèi)定位技術(shù)發(fā)展迅猛,各種不同的室內(nèi)定位技術(shù)不斷推陳出新悴灵,但室內(nèi)定位技術(shù)不同于室外定位技術(shù)扛芽,目前還沒有任何一種室內(nèi)定位技術(shù)可以解決所有的室內(nèi)定位環(huán)境的需求,故而室內(nèi)定位技術(shù)注定是百花齊放的局面积瞒。

那么川尖,對于消費者而言,哪種定位技術(shù)最適合自己茫孔,就成了最最關(guān)心的問題空厌。由于不同的定位技術(shù)依賴設(shè)備不同庐船,對環(huán)境的要求也不同银酬,我們沒辦法對所有的室內(nèi)定位技術(shù)進行全面分析嘲更。

今天我們主要想聊一聊,幾種常見的移動終端室內(nèi)定位導(dǎo)航技術(shù)揩瞪,初步分析他們的優(yōu)劣勢以及具體適應(yīng)的場景赋朦。(此文僅針對單一定位技術(shù)進行分析,不考慮融合定位技術(shù))

所謂移動終端的室內(nèi)定位導(dǎo)航技術(shù)李破,不僅僅是定位系統(tǒng)可以在移動終端展示和使用宠哄,還必須要求系統(tǒng)盡可能采用移動終端特有的一些傳感器或通信技術(shù)來實現(xiàn)定位和導(dǎo)航,這樣嗤攻,可以使得定位系統(tǒng)盡最大可能減少對現(xiàn)場硬件設(shè)備的依賴毛嫉,甚至實現(xiàn)純軟件的室內(nèi)定位過程,盡最大可能方便對室內(nèi)定位技術(shù)進行推廣和應(yīng)用妇菱。

雖然目前市面上能夠?qū)崿F(xiàn)室內(nèi)定位的技術(shù)林林總總承粤,但滿足上面要求的真正適用于移動終端的室內(nèi)定位技術(shù)就屈指可數(shù)了,如藍牙闯团、wifi辛臊、地磁、慣導(dǎo)房交、計算機視覺彻舰、蜂窩等,不過從可用性的角度來看候味,筆者認為也就只有前面四種了:Wifi刃唤、藍牙、地磁和慣性導(dǎo)航白群。接下來尚胞,我們具體分析一下這幾種技術(shù)。

四種定位技術(shù)按照對設(shè)備的依靠程度可以粗略分為兩類川抡,一類是需要對現(xiàn)場進行設(shè)備部署的辐真,即wifi和藍牙;另一類是不需要對現(xiàn)場進行設(shè)備部署的崖堤,即地磁和慣導(dǎo)侍咱。


wifi室內(nèi)定位技術(shù)

基于事前在室內(nèi)部署無線AP,由于每個AP都有一個全球唯一的BSSID(MAC地址)密幔,且一般情況下楔脯,無線AP在一段時間內(nèi)不會移動,故當(dāng)移動設(shè)備打開WIFI胯甩,掃描到附近的wifi信號昧廷,獲取到AP廣播出來的MAC地址堪嫂,并將這些數(shù)據(jù)發(fā)送到位置服務(wù)器,服務(wù)器檢索每個AP的地理位置木柬,并結(jié)合每個信號的強弱程度(即場強皆串,RSSI),計算出移動設(shè)備的當(dāng)前地理位置眉枕。算法一般有基于RSSI的三角定位和基于RSSI的指紋定位恶复,前者依賴移動設(shè)備同時接收到的三個以上的無線AP的信號強度進行差分計算,后者依賴事先記錄大量的確定地理位置點的AP信號強度的指紋數(shù)據(jù)庫速挑,通過移動設(shè)備接收到的信號強度對比指紋數(shù)據(jù)庫來確定位置谤牡。

優(yōu)勢:目前無線AP設(shè)備普及度高,很多公共場所wifi熱點接入方便姥宝,因此翅萤,多不需要額外部署硬件即可實現(xiàn)室內(nèi)定位,在這種情況下也相對降低了系統(tǒng)成本腊满;無線AP設(shè)備傳輸距離遠于藍牙套么,需要部署的節(jié)點相對少,適合大范圍的室內(nèi)無線定位糜烹。

劣勢:無線AP并不能保證100%不移動违诗,一旦發(fā)生變動,后臺數(shù)據(jù)的更新將是巨大的工作量疮蹦;采用指紋定位的算法對于無線AP的地理位置的獲戎畛佟(即指紋采集)工作量巨大,對數(shù)據(jù)庫的要求也比較高愕乎;不論是采取三角定位算法還是指紋定位算法阵苇,都無法實現(xiàn)非常高的定位精度,一般定位精度在5米以上感论;設(shè)備功耗高绅项,必須外接電源;無線信號受干擾因素較多比肄,定位過程不穩(wěn)定快耿。

精度:5~15米。

場景:對于室內(nèi)導(dǎo)航精度要求不高芳绩,穩(wěn)定性要求也不高掀亥,且無線信號覆蓋率較高的場合,如商業(yè)綜合體等妥色。


藍牙室內(nèi)定位技術(shù)

基于藍牙低功耗技術(shù)搪花,通過室內(nèi)部署藍牙信標設(shè)備,發(fā)射藍牙廣播包(包含每個藍牙設(shè)備唯一的ID),移動端接收藍牙信號撮竿,傳輸給地圖引擎服務(wù)器來計算移動端當(dāng)前的地理位置吮便。藍牙室內(nèi)定位技術(shù)一般采用RSSI三角定位算法,即對移動終端同時接收到的三個以上的藍牙信標信號強度來進行演算幢踏。

優(yōu)勢:設(shè)備體積小髓需、功耗低、一般采用電池供電惑折,無源設(shè)備方便部署授账;由于設(shè)備位置固定,定位導(dǎo)航過程也更穩(wěn)定惨驶;定位精度高于wifi,精度在2米左右敛助。

劣勢:信號容易受到金屬物等的干擾粗卜,在復(fù)雜環(huán)境中需要考慮的因素比較多;受藍牙傳輸?shù)奶匦阅苫鳎O(shè)備傳輸距離相對短续扔,部署的節(jié)點數(shù)量比wifi的多。

精度:2~3米焕数。

場景:對精度要求相對高纱昧、要求用戶導(dǎo)航體驗相對穩(wěn)定的場合,如停車場堡赔、醫(yī)院等识脆。


慣性導(dǎo)航定位技術(shù)

慣性導(dǎo)航技術(shù)是利用移動端集成的慣性傳感器(包括加速度計和陀螺儀)對移動點位置和速度的推算來進行定位和導(dǎo)航,通過對加速度進行積分善已,可以知道行人的位置變化灼捂、速度變化,通過對角速度進行積分换团,可以計算行人的方向變化悉稠。室內(nèi)定位場景中,一般利用加速度計來探測步數(shù)艘包,再結(jié)合步長估計與航向估計的猛,進行位置估算。

優(yōu)勢:不需要事先在場景內(nèi)部署硬件設(shè)備想虎,也不要對室內(nèi)環(huán)境有預(yù)先了解卦尊,只需利用自身的測量元件的觀測量,推求位置磷醋、速度等導(dǎo)航參數(shù)猫牡,不受外界環(huán)境及其它政策性人為因素的影響;完全自主邓线,既不發(fā)射信號淌友,也不接收信號煌恢,不存在電磁波傳播問題,無信號丟失問題震庭。

劣勢:由于方向傳感器(陀螺儀)的誤差較大瑰抵,且隨時間的延長而積累,導(dǎo)致定位誤差隨時間延長而迅速增長器联,需要其他設(shè)備進行輔助矯正二汛。

精度:米級。

應(yīng)用:在消防救援領(lǐng)域拨拓,由于不具備現(xiàn)場部署設(shè)備的條件肴颊,也無法實現(xiàn)對救援環(huán)境進行了解,各種無線信號也容易受到干擾渣磷,故而慣性導(dǎo)航技術(shù)成為最優(yōu)選擇婿着。


地磁室內(nèi)定位技術(shù)

基于移動端集成的磁力計來計算周圍感知的室內(nèi)地磁信號強度。由于室內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)一段時間內(nèi)是固定不變的醋界,故而室內(nèi)特殊的磁場分布也是固定的竟宋。通過采集室內(nèi)地磁數(shù)據(jù),建立場景地磁數(shù)據(jù)庫形纺,將移動端采集到的地磁信號與數(shù)據(jù)庫進行比對丘侠,這樣即可得知移動設(shè)備在室內(nèi)的相對位置。

優(yōu)勢:不需要部署額外的硬件逐样,完全零施工蜗字,不分場景和時間,不需擔(dān)心設(shè)備供電官研,不需要現(xiàn)場維護等各種問題秽澳;作為一種匹配定位算法,地磁導(dǎo)航的誤差不會隨著時間產(chǎn)生累積效應(yīng)戏羽。

劣勢:地磁定位技術(shù)的使用要始于對現(xiàn)場地磁數(shù)據(jù)的采集担神,而且每當(dāng)室內(nèi)環(huán)境有較大的變動,比如重新裝修的情況時始花,需要重新對現(xiàn)場地磁數(shù)據(jù)進行采集更新妄讯,這相當(dāng)于給用戶帶來了較多的工作量;地磁信號本身是容易受到金屬物的干擾酷宵,穩(wěn)定性值得商榷亥贸;地磁定位是相對位置,所以單純依靠地磁來定位是沒法立刻獲取初始位置的浇垦。

精度:2~3米炕置。

應(yīng)用:在無法部署硬件且對獲取初始位置沒有硬性要求的場景。

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