室内定位是指在室内环境中实现位置定位,主要采用无线通讯、基站定位、惯导定位、动作捕捉 [1-3] 等多种技术集成形成一套室内位置定位体系,从而实现人员、物体等在室内空间中的位置监控

室内定位 超声波技术

超声波定位主要采用反射式测距(发射超声波并接收由被测物产生的回波后,根据回波与发射波的时间差计算出两者之间的距离),并通过三角定位等算法确定物体的位置。
超声波定位整体定位精度较高、系统结构简单,但容易受多径效应和非视距传播的影响,降低定位精度;同时,它还需要大量的底层硬件设施投资,总体成本较高

室内定位 动作捕捉技术

NOKOV动作捕捉系统属于视觉定位,通过排布在空间中的动作捕捉镜头对室内空间的捕捉区域进行覆盖,并对捕捉目标上放置的反光标志点(Marker)进行三维空间位置的精确捕捉,通过处理和运算后,系统可得到反光标志点的三维空间坐标(X,Y,Z);也可对目标物进行刚体设置,通过专业分析软件对数据进一步处理和运算,可得到目标物体精确位置及姿态等, 适用于科研领域。 [8-10]

室内定位 室内空间导航定位

2022年3月20日,中国目前规模最大的室内空间导航定位系统——地铁北斗定位系统在北京地铁首都机场线开工建设。在地铁里面在采用室内外相结合的方式,在室外的暴露空间使用北斗,还有北斗的增强技术来实现高精度的定位,在室内通过和5G融合的这种定位基站和技术的部署,来实现室内定位信号的播发,然后使得用户来接收到导航定位的信号,实现高精度的定位。
室内定位技术主要分基站定位、动作捕捉和惯导定位三种服务商。基站定位服务商主要有:谷歌、诺基亚、TI、苹果、高德、百度等采用WIFI定位;惯导定位服务商主要有:美国的NAVISEER,龙旗瑞谱科技,上海消防研究所。商用技术基本采用WIFI,RFID等无线通讯基站方案,针对应急救援主要采用惯性导航等技术方案,因为应急救援面对的场所应该都是灾害性的,基站无线通讯都属于瘫痪状态,还有就是社会成本过高,所以只能采用惯性导航技术,它无需任何额外的基础设施或网络,以无线方式实时输出人员的行走距离与方向信息,可以实现在各种复杂环境中人员的准确定位,为保证人员的生命安全提供有效的保证
谷歌方案
谷歌手机地图6.0版的时候已经在一些地区加入了室内导航功能,此方案主要依靠GPS(室内一般也能搜索到2~3颗卫星)、wifi信号、手机基站以及根据一些“盲点”(室内无GPS、wifi或基站信号的地方)的具体位置完成室内的定位。此方案的精度还不是很满意,所以谷歌后来又发布了一个叫“Google Maps Floor Plan Marker”的手机应用,号召用户按照一定的步骤来提高室内导航的精度。
谷歌一直在努力解决两个问题:获取更多的建筑平面图;提高室内导航的精度。 建筑平面图 是室内导航的基础,就如同GPS车用导航需要电子导航地图一样。谷歌想通过“众包”的方式解决数据源的问题,就是鼓励用户上传建筑平面图。另外,用户在使用谷歌的室内导航时,谷歌会收集一些GPS、wifi、基站等信息,通过服务器进行处理分析之后为用户提供更准确的定位服务。
诺基亚方案
诺基亚采用的是HAIP技术,不过诺基亚正在努力使它成为蓝牙协议的一部分,这样只要你的设备带有蓝牙模块,就能够使用这种技术进行定位。当然,仅有一个蓝牙模块还不能完成定位,还需要在室内安装一种定位发射台,通过这两者之间的通信完成定位。这种发射台可以覆盖100m×100m的范围,定位精度在30cm~100cm,据说这种发射台还有成本低、功耗低等特点,一台或多台都能完成定位。
博通方案
博通公司研制了一种用于室内定位的新芯片(BCM4752),具备三维定位功能(即你所在位置的高度也算出来)。这种芯片可以通过wifi、蓝牙或NFC等技术来提供室内定位系统支持。更强大的是,该芯片可以结合其它传感器,例如手机里的陀螺仪、 加速度传感器 、方位传感器等,将你位置的变化实时计算出来,甚至做到没有死角。博通公司的如意算盘是将这种芯片内置到智能手机里。
IndoorAtlas方案
IndoorAtlas是一家专注于室内导航解决方案的公司,刚成立不久。IndoorAtlas的方案基于地球磁场,依据是每一个具体位置的磁场信息都不一样。不过使用这种技术进行导航比较麻烦,首先用户需要上传建筑平面图,然后还需要你拿着移动设备绕室内一圈,记录下各个位置的地磁信号特征,这些信息需要上传到IndoorAtlas的服务器。最后,你需要使用IndoorAtlas提供的工具包开发一个应用才能使用定位功能(IndoorAtlas的开发工具包可以在线申请,不过笔者申请了两次都没结果)。
Qubulus方案
跟IndoorAtlas不同的是,Qubulus公司根据无线电信号(Radio Signature)来定位。每一个位置的无线电信号数量、频度、强度等也是不同的,Qubulus根据这些差异计算出你的具体位置。使用Qubulus的方案,你同样需要收集室内的无线电信号。Qubulus也提供了开发工具包,很容易申请下来。开发工具包里有一个例子,可以使用Eclipse直接编译通过。
杜克大学方案
杜克大学则借助现实生活中路标(landmarks)的思想,正在开发一个叫做UnLoc的应用。此应用通过感知wifi、3G信号死角,以及一些运动特征,如电梯、楼梯等,并根据这些位置已知的路标来计算你的位置。当你移动的时候,就根据其他感应器( 陀螺仪、加速度传感器、方位传感器等)来跟踪你的位置。这一过程精度会逐渐降低,但当你到达下一个路标时,位置就会被校准。
NOKOV方案
NOKOV定位方案捕捉粘贴在被测目标上的反光标志点,通过处理计算出标志点的三维空间坐标。
一.室内定位技术的前景
1.未来是移动互联的时代
2.移动服务最后一米的机会
人平均80%的时间在室内,80%移动电话使用和数据连接在室内使用。
二.室内定位的需求
1.公共安全及应急响应
在紧急情况下,每一个人都想被救援人员精确定位到,大到建筑物的位置,甚至是楼层或者房间号。
2.定位导览
(1)这建筑物内有什么东西。
(2)我办公室的周围是谁。
(3)我车放在地下停车场什么位置。
(4)超市里的牛奶在什么位置。
(5)大型商场里面最近的餐馆在哪里。
(6)怎么去那里。
3.社交需求
实现名片交换、微博推送、类似微信进行交友互动等等。
4.市场推广需求
在百货商场里为客户提供导购服务。手机会告诉你,提供导购服务,附近有哪些商品在打折。
在旅游景区、展馆、机场、实现定位导览,进行展品介绍等。机场,可以精确引导用户办手续、指示卫生间位置等等。
5.有价值数据的大数据方式应用