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《室內(nèi)裝修定位系統(tǒng)設(shè)計需求分析》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、-室內(nèi)定位系統(tǒng)需求分析隨著無線技術(shù)的不斷發(fā)展,位置信息服務(wù)受到越來越多的重視。而作為位置信息服務(wù)的代表,全球定位系統(tǒng)已被廣泛用于車輛導(dǎo)航、工程測量、海洋救援、飛機導(dǎo)航、航空遙感等許多領(lǐng)域。GPS系統(tǒng)由空間部分、地面控制系統(tǒng)部分及用戶設(shè)備部分組成。系統(tǒng)通過由24顆軌道衛(wèi)星、地面控制系統(tǒng)及用戶攜帶的接收器所組成的網(wǎng)絡(luò)對目標(biāo)實現(xiàn)定位及導(dǎo)航功能。GPS系統(tǒng)的局限性在于定位目標(biāo)與軌道衛(wèi)星之間需保持視距。當(dāng)客戶端處于室內(nèi)或建筑物中,無線信號不能與客戶端設(shè)備直接傳遞時,定位無法達到令人滿意的準(zhǔn)確度,甚至失效。愛普生公司曾經(jīng)嘗試通過在室內(nèi)增加設(shè)備實現(xiàn)GPS室內(nèi)定
2、位,但系統(tǒng)的成本十分昂貴,而且定位時間在lO秒左右,誤差在5米以上,定位精度及實時性仍不能令人滿意。GPS能告訴我們戶外的交通線路,可現(xiàn)在的巨型建筑又如此之多,在商場里逛個街都很有可能迷路,讓廣大路癡群眾很是著急??萍家匀藶楸?,室內(nèi)定位系統(tǒng)(IPS)就這樣應(yīng)運而生了。從已經(jīng)十分普及的便攜式導(dǎo)航設(shè)備,到備受推崇的自動駕駛汽車,甚至是巡航導(dǎo)彈的制導(dǎo),所有的這些應(yīng)用技術(shù)的實現(xiàn),都要感謝美國全球定位系統(tǒng)(GPS)以及它的俄羅斯伙伴,格洛納斯全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GLONASS)。然而,她們都有美中不足的兩個地方:1、不能在室內(nèi)工作。2、它們只在二維世界里徘徊
3、。時至今日,這些限制因素造成的不便越來越明顯。畢竟,我們使用的是穿越了兩萬公里漫漫旅程的極其微弱的衛(wèi)星信號,相對較強的移動電話信號在穿越混凝土和其他固體障礙物時都不甚給力,GPS衛(wèi)星信號就更別提了:在地球上偵測GPS信號的難度基本與搜尋兩萬多公里之外25瓦燈泡發(fā)出的微弱亮光相同。在進行海拔變化的偵測時,情況會變得更加復(fù)雜。GPS和GLONASS都能夠大體測量出海拔高度,但通常情況下測得的數(shù)據(jù)較為粗略并且精度有限(大概在10至25米的范圍)。當(dāng)然,盡管存在著種種缺憾,以GPS衛(wèi)星為基礎(chǔ)的導(dǎo)航系統(tǒng)也徹底改變了整個社會的各個方面:從黑客攻擊、農(nóng)業(yè)遙測、
4、地圖測繪到找女朋友。那么到底能不能研發(fā)出室內(nèi)進行定位的導(dǎo)航系統(tǒng)呢?答案是肯定的。事實上,所謂的室內(nèi)定位系統(tǒng)(IPS)幾乎已近實現(xiàn)了。去年,谷歌地圖在安卓系統(tǒng)上推出了樓層平面圖應(yīng)用。服務(wù)地點包括購物商場、機場和一些大型的商業(yè)區(qū)。與此同時,諾基亞也在研發(fā)類似的室內(nèi)定位系統(tǒng),但與普通的2D平面圖不同,該系統(tǒng)使用的是逼真的3D模型。Broadcom公司已經(jīng)發(fā)布了一款支持IPS的芯片(BCM4752),并且不久裝有此芯片的智能手機就會在市場上推出。與GPS和GLONASS不同的是,IPS并沒有一套標(biāo)準(zhǔn)的運作方法。谷歌的辦法是通過WiFi信號追蹤設(shè)備位置——
5、.---通過識別建筑物中設(shè)置的WiFi信號熱點,對不同信號源的強度進行三角測量,粗略地得出你的大概位置;諾基亞的方案與此類似,但是運用的媒介是藍牙信號而不是WiFi信號,因而能夠得到更精確的結(jié)果(但是這意味著需要部署許多的藍牙信號源);其它的構(gòu)想包括紅外線傳輸甚至聲源分析。值得注意的是:單獨使用上述方案中的任何一種都無法達到較高的精確度和可靠性。在一個充滿著各種各樣亂七八糟物品、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的空間里,這些類型單一的信號會顯得非常簡陋和嘈雜了,更何況還有移動物體帶來的信號干擾。Broadcom公司推出的芯片支持各種各樣形式的IPS方案:WiFi,藍牙,
6、甚至是NFC(近場通訊技術(shù))。更重要的是,該芯片還內(nèi)置了各種各樣的傳感器,比如陀螺儀、磁力計、加速計甚至是測高計。就像備受歡迎的步數(shù)計一樣,Broadcom公司的芯片幾乎能夠感知你的所有運動過程,而且無需通過無線信號網(wǎng)絡(luò)進行三角測量。它只需測定你進入建筑物的地點(通過GPS),然后計算你的步數(shù)(通過加速計)、方向(通過陀螺儀)和高度(通過高度計)。有了這種可靠的解決方案,室內(nèi)定位系統(tǒng)將會馬上進入人們的生活中,未來的一至兩年內(nèi)一些客流量龐大的區(qū)域會率先開始試點工作,之后隨著智能手機的高度普及,IPS系統(tǒng)也會像GPS一樣逐漸達到全球范圍內(nèi)的完全覆蓋。
7、當(dāng)IPS全面覆蓋之后,無論在世界的哪個角落,室內(nèi)、室外或是底下,你的行蹤都會被實時追蹤,這意味著什么呢?在人們開始著手建設(shè)IPS之前,很有必要指出的是:就像GPS一樣,IPS不會向第三方泄露你的個人信息。IPS是僅針對用戶的個人智能手機(或其他任何定位導(dǎo)航設(shè)備)運作的。和GPS相同,IPS的定位是完全被動的。即使政府通過IPS對我們進行監(jiān)控,我們也有充足的預(yù)警時間。通過進一步的發(fā)展,IPS可催生出一系列附加程序。如果你喜歡那種腳蹬Nike跑鞋手拿GPS來計算跑步速度和里程的生活方式,那么IPS式的生活會帶給你更多舒適。IPS能夠精準(zhǔn)的測出你跑了多
8、少步,爬了幾節(jié)樓梯,一絲不茍的進行計算,得出消耗了多少卡路里;IPS會對你在健身館的表現(xiàn)做出完美的記錄統(tǒng)計,細(xì)致到每一臺健身器具;IPS