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室内定位:物联网时代发展的必然需求

更新时间:2023-02-13 点击次数:810
  室内定位
 
  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。
 
  物联网时代,位置服务已成为人们工作生活中重要的服务之一。蓝牙、5G、北斗、GPS等高精度定位技术的高速发展,给定位市场带来新的机遇与挑战。而基于人们对室内定位的诸多需求,室内定位技术已成为各国科技工作者研究的热点。
 
  室内定位的几个关键要素
 
  室内定位不是独立的设备就能完成,需要一定范围的预置辅助装置作为参考点,预置的参考点的覆盖范围和密度,决定了定位的精度和范围。就技术角度而言,室内定位的指标主要包括定位精度、覆盖范围、可靠性、成本、功耗、响应时间几个方面。
 
  01 精度,不同类型的应用对于精度的要求大有不同,比如超市或仓库管理中,需要亚米级的定位精度迅速锁定物品;而商场或者购物中心中,寻找一个特定的品牌店则需要5米甚至10米的精度即可;楼层之间可能还有高度差。
 
  02 覆盖范围,定位需要特定的设备或终端辅助,其相应的覆盖范围有所限制,定位也只能在特殊范围有效。
 
  03 可靠性,室内环境有着比外部环境更强的动态性,定位所依赖的基础参考点也会经常发生变化,参考点的位置变化对定位精度有很大影响。
 
  04 成本,参考点的覆盖范围和密度,也就是数量,定位需求影响布局成本。
 
  05 功耗,功耗是导致用户成本提升的一个关键因素,特别是使用电池的移动设备。
 
  06 响应时间,目标对象移动时系统更新其位置所需的时间是响应时间,不同应用场景对于响应时间的需求也不相同,比如移动用户和导航应用需要更快的位置更新,而静态的资产定位则不需要。
 
  室内定位方法
 
  目前,室内定位常用的定位方法,从原理上来说,主要分为:邻近信息法、质心法、极点法、多边定位法、场景分析法和航位推算法。
 
  01. 邻近信息法
 
  又称Cell-ID法,利用信号作用的有限范围,确定待测目标是否在某个参考点的附近,但只能提供大概的定位信息,能满足某些应用的要求,定位精度依赖于参考点的分布密度。
 
  02. 质心法
 
  根据信号范围内所有已知参考点的位置计算质心坐标,作为待测目标的位置,可以根据信号强度设置参考点的计算权重,得到权重质心坐标。质心法算法简单,计算量小,精度取决于已知参考点的分布密度。
 
  03. 极点法
 
  根据距离一个参考点的距离和方位来计算待测节点的位置。极点法非常方便,只需根据一个节点进行测量,在大地测量中应用广泛。
 
  04. 多边定位法
 
  通过测量待测目标到参考点之间的距离来计算目标的位置,是应用较泛的定位算法。常用的测距方法包括基于信号达到时间(TOA)、基于信号达到时间差(TDOA)、基于信号达到角度(AOA)和基于接收信号强度指示(RSSI)。
 
  05. 场景分析法
 
  一般又称为位置指纹定位,在定位空间中采集不同位置发出的信号特征参数建立指纹数据库,通过将实际接收信号与数据库中的信号特征参数进行对比来实现待测目标的定位。指纹定位的优点是所需定位的参考测量点少,定位精度高;缺点是前期工作量大,且不适合环境变化太大的区域。
 
  06. 航位推算法
 
  航位推算是根据预先确定的位置、估计或已知的速度和时间来估计当前的位置,在惯性导航定位中使用,但是精度误差随时间而累积。室内定位中常使用行人航迹推算,PDR技术通过惯性传感器检测人行走的步长、步数和行走方向来进行定位计算。
 
  室内定位正处于百家争鸣、技术爆发的阶段,无论选择哪种定位技术,都要契合用户的实际需求。像化工企业这样的复杂应用场景可以选择新锐科创自主研发的蓝牙融合定位技术。
 
  新锐科创蓝牙融合定位系统具备这些优势:全程无线传输,部署、维护简单快捷;超低功耗设计,可到12-14ua,且发送频率灵活可调;同步支持4G和TCP/ip双重链路,断电也不怕;8通道并发设计,卡容量更大,系统更强大;软件同步支持公有云、私有云、混合云、本地化,各种环境轻松应对;更强大的底层技术,可同步支持5万标签,10万信标;取得本质安全型防爆认证,同时全线通过粉尘防爆认证,认证级别属行业最高。新锐科创蓝牙融合人员定位技术能供给定位精度更高、信号覆盖更广的方位服务,应用于公共安全、物资防盗、智慧交通、无人设备、智慧物流和特殊人群关爱等多种领域,发挥的作用越来越大……
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