導(dǎo)讀:我們知道,在商業(yè)應(yīng)用中,根據(jù)不同的應(yīng)用場景,室內(nèi)定位技術(shù)可分為消費級和工業(yè)級。
6月23日,中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)官方宣布,北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)最后一顆組網(wǎng)衛(wèi)星、第三顆地球靜止軌道衛(wèi)星有效載荷完成開通。截止目前,中國北斗簽下137國反超GPS定位系統(tǒng)!
這無疑是地理定位一個標(biāo)志性的大事件,打算衛(wèi)星定位只能用在室外環(huán)境,一到室內(nèi),由于導(dǎo)航信號衰減太快,衛(wèi)星定位就無法使用。然而相比室外,人類對于室內(nèi)定位的需求隨著時間的推移越來越強勁,因此近年室內(nèi)定位引起了高度的關(guān)注。
從幾組數(shù)據(jù)看室內(nèi)定位需求有多大?
我們知道,在商業(yè)應(yīng)用中,根據(jù)不同的應(yīng)用場景,室內(nèi)定位技術(shù)可分為消費級和工業(yè)級。
其中,消費市場主要應(yīng)用有商場導(dǎo)購、家人防走散、停車場反向?qū)ぼ?、室?nèi)導(dǎo)航等。這類需求對于定位精度的要求不高,一般精度達(dá)到1m就可以滿足大多數(shù)應(yīng)用。
企業(yè)應(yīng)用市場主要包含人流監(jiān)控和分析、智能制造、緊急救援和人員資產(chǎn)管理等。這類需求對于定位精度要求更高,并且要區(qū)分操作對象、人群中的個人等,需與專用標(biāo)簽和傳感器配套使用。
那么,我們再來看看兩種室內(nèi)應(yīng)用場景下的定位需求有多大?
消費市場方面,有研究報告曾指出,如今人們有 80%~90%的時間在室內(nèi)度過,伴隨著這些設(shè)備的出現(xiàn),室內(nèi)定位的需求將越來越強烈。然而相關(guān)服務(wù)還并未普及,可以說室內(nèi)定位隱藏著巨大商機。以外賣為例:
2017 年,中國在線外賣用戶規(guī)模達(dá)到 3.05 億人,2018 年規(guī)模達(dá)到 3.58 億人,2019 年突破 4 億人次,規(guī)模突破 2800 億元。傳統(tǒng)的餐飲、商超、休閑娛樂行業(yè)也紛紛開啟 O2O 模式,依托城市商業(yè)中心和公眾號、小程序等服務(wù)平臺提供自己的產(chǎn)品。商業(yè)中心的規(guī)模化建設(shè)對室內(nèi)定位的要求逐漸升高,傳統(tǒng)的室分系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足用戶的定位要求。
企業(yè)應(yīng)用市場方面在行業(yè)領(lǐng)域,智慧工業(yè)和智慧城市,這兩大領(lǐng)域催生了大量行業(yè)應(yīng)用。目前,化工廠、醫(yī)院、養(yǎng)老院、監(jiān)獄/看守所/戒毒所、施工現(xiàn)場等都大規(guī)模引入室內(nèi)定位,增長速度極快。具體到行業(yè),《2018 年室內(nèi)定位的發(fā)展前景分析》報告指出,我國室內(nèi)定位直接市場總量已突破 3000 億元。
我國室內(nèi)定位直接市場總量
人類都能戰(zhàn)勝太空,豈能迷失在自己構(gòu)筑的鋼筋水泥中?
與室外衛(wèi)星定位的情況略有不同,室內(nèi)定位各種技術(shù)呈現(xiàn)出百花齊放的場景。
目前,室內(nèi)定位常用的定位方法,從原理上來說,主要分為:鄰近探測法、質(zhì)心法、極點法、多邊定位法、指紋法和航位推算法。各種原理各有優(yōu)劣,在不同應(yīng)用場景、不同預(yù)算要求下,也可將不同的原理組合使用。目前主流技術(shù)主要有以下幾種:UWB、藍(lán)牙、WiFi、RFID、超聲波室內(nèi)定位等。
超寬帶(UWB)室內(nèi)定位技術(shù)
UWB定位技術(shù)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(jìn)行通訊,并利用三角定位或者“指紋”定位方式來確定位置。
從技術(shù)上看,UWB技術(shù)由于功耗低、抗多徑效果好、安全性高、系統(tǒng)復(fù)雜度低,尤其是能提供非常精確的定位精度等優(yōu)點,而成為未來無線室內(nèi)定位技術(shù)的熱點和首選。
不過UWB的劣勢也很突出,一方面難以實現(xiàn)大范圍室內(nèi)覆蓋,另一方面系統(tǒng)建設(shè)成本遠(yuǎn)高于RFID、藍(lán)牙信標(biāo)等技術(shù),這也限制了該技術(shù)的推廣和普及。
藍(lán)牙室內(nèi)定位技術(shù)
藍(lán)牙定位技術(shù)的原理是基于RSSI信號強度定位,首先在區(qū)域內(nèi)鋪設(shè)藍(lán)牙信標(biāo),由 Beacon 發(fā)射信號,藍(lán)牙設(shè)備接收信號并反饋,當(dāng)設(shè)備進(jìn)入范圍內(nèi)時,估算系統(tǒng)中各藍(lán)牙設(shè)備之間的距離,以此達(dá)到定位的目的。通過這種技術(shù),定位系統(tǒng)在確定特定設(shè)備的位置時,精確度可達(dá)到米級。
藍(lán)牙定位主要應(yīng)用于小范圍定位,對于持集成了藍(lán)牙功能移動終端設(shè)備,只要設(shè)備的藍(lán)牙功能開啟,藍(lán)牙室內(nèi)定位系統(tǒng)就能夠?qū)ζ溥M(jìn)行位置判斷。
藍(lán)牙定位的劣勢表現(xiàn)在系統(tǒng)的穩(wěn)定性跟不上,在復(fù)雜的環(huán)境下很容易被干擾。
Wi-Fi定位技術(shù)
Wi-Fi 定位技術(shù)采用在區(qū)域內(nèi)安置無線基站,根據(jù)待定位 Wi-Fi 設(shè)備的信號特征,結(jié)合無線基站的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),綜合確定待定位 Wi-Fi 設(shè)備的坐標(biāo)。
Wi-Fi 定位技術(shù)便于利用現(xiàn)有的無線設(shè)備實現(xiàn)定位功能。
WiFi定位可以實現(xiàn)復(fù)雜的大范圍定位,但精度只能達(dá)到2米左右。因此適用于對人或車的定位導(dǎo)航,在一些醫(yī)療機構(gòu)、主題公園、工廠、商場等場合下應(yīng)用。
Wi-Fi定位的劣勢表現(xiàn)在必須處于聯(lián)網(wǎng)狀態(tài),否則無法實現(xiàn)定位,此外需要打眼走線,部分環(huán)境施工較為困難。
RFID定位技術(shù)
RFID定位技術(shù)利用的是電磁感應(yīng)原理,通過無線激發(fā)近距離無線標(biāo)簽,實現(xiàn)信息讀取的技術(shù)。射頻識別距離范圍從幾厘米到十幾米。
相比其他定位技術(shù)可實現(xiàn)精準(zhǔn)定位,RFID則主要用于辨識人員是否存在于某個區(qū)域,而無法實現(xiàn)實時跟蹤,離我們生活息息相關(guān)的考勤系統(tǒng)是RFID 在人員定位方面的典型應(yīng)用。
目前為止,RFID定位應(yīng)用仍沒有標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)體系。因此不適用于大型設(shè)備的巡檢、人員安全的確認(rèn)等用途。
超聲波室內(nèi)定位技術(shù)
超聲波定位技術(shù)采用反射式測距法,通過多邊形定位等方式確定位置。該系統(tǒng)由一個主測距器與多個接收器組成,前者一般放置于待測物體上,后者則固定在室內(nèi)空間的某個位置。其定位過程如下:先由上位機發(fā)送同頻率的信號給各個電子標(biāo)簽,電子標(biāo)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(biāo)簽到主測距器之間的距離,并得到定位坐標(biāo)。超聲波定位技術(shù)的定位精度較高,可達(dá)到厘米級。
超聲波定位技術(shù)的劣勢表現(xiàn)在其受多徑效應(yīng)和非視距傳播影響較大,且超聲波頻率還受多普勒效應(yīng)和溫度的影響。此外,超聲波定位需要大量的基礎(chǔ)硬件設(shè)施,這也造成了其需投入較高的成本。
結(jié)語
我們知道,室內(nèi)定位只是整個地理定位市場中的一部分。在IoT時代,我們對于地理定位的需求呈指數(shù)級上升的姿勢,給了包含室內(nèi)定位在內(nèi)的各類定位技術(shù)提供了大量大顯身手的機會。
對于相關(guān)從業(yè)者來說,了解到地理定位最新的研究成果、應(yīng)用案例及定位市場信息是必不可少的。而這里正好有一個線下展會,現(xiàn)場展覽與高峰論壇一應(yīng)俱全,屆時將助你了解到你最想了解的信息。
【現(xiàn)場展覽】
2020年7月29日-31日,IOTE·2020第十四屆物聯(lián)網(wǎng)展,將會在深圳(福田)會展中心舉行。本次展會將聚集國內(nèi)外眾多定位企業(yè)。以下是參展企業(yè):
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【高峰論壇】
IOTE·2020深圳國際高精度定位技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新高峰論壇
時間:7月30日 13:30 -17:00
地點:深圳福田會展中心9號館會場一
規(guī)模:300人
參考議程:
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