室內定位是指在室內環境中實現位置定位,主要采用無線通訊、基站定位、慣導定位等多種技術集成形成一套室內位置定位體系,從而實現人員、物體等在室內空間中的位置監控。
室內位置感知可以支持許多應用場景,并且正在改變移動設備的傳統使用模式。舉一些應用的例子,用戶可以尋找特定的餐館或在商店里尋找某個商品,從附近商場里的商戶得到優惠信息,在辦公室里找到同事,在機場或火車站找登機口/站臺或其它設施,在博物館里更有效地了解展品信息和觀看展覽,醫院確定醫護人員或醫療設備的位置,消防員在起火大廈里的定位等等。想像這樣的場景,當我們到會議室開會,手機會自動開啟靜音模式,我們逛商場看到一件感興趣的商品可是還在猶豫時,拍下照片并自動給照片打上位置標簽, 等下次決定要買時手機幫我們導航到該商品的位置。這些都會給我們日常的生活和工作,以及在緊急情況下帶來方便。
1.超聲波技術
超聲波定位目前大多數采用反射式測距法。系統由一個主測距器和若干個電子標簽組成,主測距器可放置于移動機器人本體上,各個電子標簽放置于室內空間的固定位置。定位過程如下:先由上位機發送同頻率的信號給各個電子標簽,電子標簽接收到后又反射傳輸給主測距器,從而可以確定各個電子標簽到主測距器之間的距離,并得到定位坐標。
定位精度:超聲波定位精度可達厘米級,精度比較高。缺陷:超聲波在傳輸過程中衰減明顯從而影響其定位有效范圍。
2.藍牙定位技術
通過使用低功耗藍牙技術(也就是Bluetooth 4.0或者Bluetooth Smart),iBeacon基站便可以自動創建一個信號區域,當設備進入該區域時,相應的應用程序便會提示用戶是否需要接入這個信號網絡。藍牙定位技術在國內已有較多應用,比如:真趣科技已經為醫院、工廠、會展、智慧大樓、博物館/展覽館、幼兒園、養老院、監獄等領域提供了完善的室內定位解決方案。
定位精度:3-5米;因其采用低功耗藍牙技術,成本大大降低,在國內應用較為廣泛。
3.超寬帶技術
超寬帶技術是近年來新興的一項無線技術,目前,包括美國,日本,加拿大等在內的國家都在研究這項技術,在無線室內定位領域具有良好的前景。UWB技術是一種傳輸速率高(最高可達1000Mbps以上),發射功率較低,穿透能力較強并且是基于極窄脈沖的無線技術,無載波。正是這些優點,使它在室內定位領域得到了較為精確的結果。
其定位方法為三邊定位,定位精度為:6~10cm,缺陷:造價較高。
4.紅外線技術
紅外線是一種波長間于無線電波和可見光波之間的電磁波。典型的紅外線室內定位系統Active badges使待測物體附上一個電子標識,該標識通過紅外發射機向室內固定放置的紅外接收機周期發送該待測物唯一ID,接收機再通過有線網絡將數據傳輸給數據庫。這個定位技術功耗較大且常常會受到室內墻體或物體的阻隔,實用性較低。
定位精度:5~10m。缺陷:紅外線在傳輸過程中易于受物體或墻體阻隔且傳輸距離較短,定位系統復雜度較高,有效性和實用性較其它技術仍有差距。
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