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1、室內(nèi)無線定位方案對比提起定位導航,大家首先想到的是GPS,中國也推出了自己的衛(wèi)星定位系統(tǒng)北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)。但是,衛(wèi)星定位只能用在室外環(huán)境,一到室內(nèi),由于導航信號衰減太快,衛(wèi)星定位就無法使用。隨著時代飛速變遷,科學技術(shù)迅猛發(fā)展,信息服務(wù)質(zhì)量效率提高,受干擾度小,在人們的生活工作及科學研究中起到了非常重要的作用。室內(nèi)定位技術(shù)非常實用,具有較大的拓展空間,其應(yīng)用范圍廣泛,在復雜環(huán)境下,如圖書館,體育館,地下車庫,貨品倉庫等都可以實現(xiàn)對人員以及物品的快速定位。但是作為LBS最后一米的室內(nèi)定位飽受關(guān)注,但技術(shù)的不夠成熟依然是不爭的事實。不同于GPS,AGPS等室外定位系統(tǒng),室內(nèi)定位系統(tǒng)依然沒有形成一
2、個有力的組織來制定統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范,現(xiàn)行的技術(shù)手段都是在各個企業(yè)各自定義的私有協(xié)議和方案下發(fā)展,也致使各種室內(nèi)定位技術(shù)相映生輝。以下我們針對幾種不同原理的室內(nèi)定位技術(shù),分別進行描述與對比。?紅外線定位技術(shù)紅外線室內(nèi)定位有兩種,第一種是被定位目標使用紅外線IR標識作為移動點,發(fā)射調(diào)制的紅外射線,通過安裝在室內(nèi)的光學傳感器接收進行定位;第二種是通過多對發(fā)射器和接收器織紅外線網(wǎng)覆蓋待測空間,直接對運動目標進行定位。??????????????紅外線的技術(shù)已經(jīng)非常成熟,用于室內(nèi)定位精度相對較高,但是由于紅外線只能視距傳播,穿透性極差(可以參考家里的電視遙控器),當標識被遮擋時就無法正常工作,也極易受
3、燈光、煙霧等環(huán)境因素影響明顯。加上紅外線的傳輸距離不長,使其在布局上,無論哪種方式,都需要在每個遮擋背后、甚至轉(zhuǎn)角都安裝接收端,布局復雜,使得成本提升,而定位效果有限。紅外線室內(nèi)定位技術(shù)比較適用于實驗室對簡單物體的軌跡精確定位記錄以及室內(nèi)自走機器人的位置定位。??藍牙室內(nèi)定位技術(shù)藍牙室內(nèi)定位技術(shù)的代表是Nokia,推出了HAIP的室內(nèi)精確定位解決方案,采用基于藍牙的三角定位技術(shù),除了使用手機的藍牙模塊外,還需部署藍牙基站,最高可以達到亞米級定位精度。藍牙室內(nèi)技術(shù)是利用在室內(nèi)安裝的若干個藍牙局域網(wǎng)接入點,把網(wǎng)絡(luò)維持成基于多用戶的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)連接模式,并保證藍牙局域網(wǎng)接入點始終是這個微微網(wǎng)(pic
4、onet)的主設(shè)備,然后通過測量信號強度對新加入的盲節(jié)點進行三角定位。藍牙室內(nèi)定位技術(shù)最大的優(yōu)點是設(shè)備體積小、短距離、低功耗,容易集成在手機等移動設(shè)備中。只要設(shè)備的藍牙功能開啟,就能夠?qū)ζ溥M行定位。藍牙傳輸不受視距的影響,但對于復雜的空間環(huán)境,藍牙系統(tǒng)的穩(wěn)定性稍差,受噪聲信號干擾大且在于藍牙器件和設(shè)備的價格比較昂貴。藍牙室內(nèi)定位主要應(yīng)用于對人的小范圍定位,例如單層大廳或商店?,F(xiàn)在已經(jīng)被某些廠商開始用于LBS推廣。?超寬帶室內(nèi)定位技術(shù)超寬帶定位技術(shù)是一種全新的、與傳統(tǒng)通信定位技術(shù)有極大差異的新技術(shù)。它利用事先布置好的已知位置的錨節(jié)點和橋節(jié)點,與新加入的盲節(jié)點進行通訊,并利用三角定位或者“指紋
5、”定位方式來確定位置。超寬帶定位的代表是Ubisense,其定位方案采用UWB(超寬帶)脈沖信號,由多個傳感器采用TDOA和AOA定位算法對標簽位置進行分析,多徑分辨能力強、精度高,定位精度可達亞米級。超寬帶通信不需要使用傳統(tǒng)通信體制中的載波,而是通過發(fā)送和接收具有納秒或納秒級以下的極窄脈沖來傳輸數(shù)據(jù),因此具有GHz量級的帶寬。由于超寬帶定位技術(shù)具有穿透力強、抗多徑效果好、安全性高、系統(tǒng)復雜度低、能提供精確定位精度等優(yōu)點,前景相當廣闊。但由于新加入的盲節(jié)點也需要主動通信使得功耗較高,而且事先也需要布局,使得成本還無法降低。超寬帶室內(nèi)定位可用于各個領(lǐng)域的室內(nèi)精確定位和導航,包括人和大型物品,
6、例如汽車地庫停車導航、礦井人員定位、貴重物品倉儲等。??超聲波室內(nèi)定位技術(shù)超聲波室內(nèi)定位系統(tǒng)是基于超聲波測距系統(tǒng)而開發(fā),由若干個應(yīng)答器和主測距器組成:主測距器放置在被測物體上,向位置固定的應(yīng)答器發(fā)射同無線電信號,應(yīng)答器在收到信號后向主測距器發(fā)射超聲波信號,利用反射式測距法和三角定位等算法確定物體的位置。超聲波室內(nèi)定位整體精度很高,達到了厘米級,結(jié)構(gòu)相對簡單,有一定的穿透性而且超聲波本身具有很強的抗干擾能力,但是超聲波在空氣中的衰減較大,不適用于大型場合,加上反射測距時受多徑效應(yīng)和非視距傳播影響很大,造成需要精確分析計算的底層硬件設(shè)施投資,成本太高?!〕暡ǘㄎ粦?yīng)用案例的代表是Shopkic
7、,在店鋪安裝超聲波信號盒,能夠被手機麥克風檢測到,從而實現(xiàn)定位,主要用于店鋪的簽到。在數(shù)碼筆上已經(jīng)被廣泛利用,而海上探礦也用到了此類技術(shù),室內(nèi)定位技術(shù)還主要用于無人車間的物品定位。?LED定位LED定位的代表是Bytelight,LED定位系統(tǒng)通過往天花板上的LED燈具實現(xiàn),燈具發(fā)出像莫斯電報密碼一樣的閃爍信號,再由用戶智能手機照相機接收并進行檢測,而且用戶不需要將手機相機對準某一個特定方向,亦可以接收到反饋過來的直接光