詳談室內定位技術方案
大家都知道GPS,這個東西很強大,被各行各業使用。不過它也有一個很明顯的缺陷,就是在室內不能定位,而且一般民用的精度也不夠高(10m左右),相對於室內導航的要求(1m左右)還有一段距離。隨著智慧手機的普及,以及移動網際網路的發展,地圖與導航類軟體將進入一個新的時代——室內導航。近幾年來,包括谷歌、微軟、蘋果、博通等在內的一些科技巨頭,還有一些世界有名的大學都在研究室內定位技術。
室內定位技術的商業化必將帶來一波創新高潮,各種基於此技術的應用將出現在我們的面前,其影響和規模絕不會亞於GPS。我們可以想象一些比較常見的應用場景,比如在大型商場裡面藉助室內導航快速找到出口、電梯,家長用來跟蹤小孩的位置避免小孩在超市中走丟,房屋根據你的位置開啟或關閉電燈,商店根據使用者的具體位置向用戶推送更多關於商品的介紹等等。之前筆者看過諾基亞釋出的一個視訊,一位商務人士將手提包落在一個商店旁,當他走出幾米遠時手機就發出了提醒。室內定位還有很多場景可以被用上,讓我們放開思維盡情遐想吧。
谷歌方案
谷歌手機地圖6.0版的時候已經在一些地區加入了室內導航功能,此方案主要依靠GPS(室內一般也能搜尋到2~3顆衛星)、wifi訊號、手機基站以及根據一些“盲點”(室內無GPS、wifi或基站訊號的地方)的具體位置完成室內的定位。目前此方案的精度還不是很滿意,所以谷歌後來又釋出了一個叫“Google Maps Floor Plan Marker”的手機應用,號召使用者按照一定的步驟來提高室內導航的精度。
谷歌一直在努力解決兩個問題:獲取更多的建築平面圖;提高室內導航的精度。建築平面圖是室內導航的基礎,就如同GPS車用導航需要電子導航地圖一樣。谷歌目前想通過“眾包”的方式解決資料來源的問題,就是鼓勵使用者上傳建築平面圖。另外,使用者在使用谷歌的室內導航時,谷歌會收集一些GPS、wifi、基站等資訊,通過伺服器進行處理分析之後為使用者提供更準確的定位服務。
諾基亞方案
諾基亞採用的是HAIP技術,具體是什麼筆者也沒能查到更多的資料,不過諾基亞正在努力使它成為藍芽協議的一部分,這樣只要你的裝置帶有藍芽模組,就能夠使用這種技術進行定位。當然,僅有一個藍芽模組還不能完成定位,還需要在室內安裝一種定位發射臺,通過這兩者之間的通訊完成定位。這種發射臺可以覆蓋100m×100m的範圍,定位精度在30cm~100cm,據說這種發射臺還有成本低、功耗低等特點,一臺或多臺都能完成定位。
博通方案
博通公司研製了一種用於室內定位的新晶片(BCM4752),具備三維定位功能(即你所在位置的高度也算出來)。這種晶片可以通過wifi、藍芽或NFC等技術來提供室內定位系統支援。更強大的是,該晶片可以結合其它感測器,例如手機裡的陀螺儀、加速度感測器、方位感測器等,將你位置的變化實時計算出來,甚至做到沒有死角。博通公司的如意算盤是將這種晶片內建到智慧手機裡。
IndoorAtlas方案
IndoorAtlas是一家專注於室內導航解決方案的公司,剛成立不久。IndoorAtlas的方案基於地球磁場,依據是每一個具體位置的磁場資訊都不一樣。不過使用這種技術進行導航比較麻煩,首先使用者需要上傳建築平面圖,然後還需要你拿著移動裝置繞室內一圈,記錄下各個位置的地磁訊號特徵,這些資訊需要上傳到IndoorAtlas的伺服器。最後,你需要使用IndoorAtlas提供的工具包開發一個應用才能使用定位功能(IndoorAtlas的開發工具包可以線上申請,不過筆者申請了兩次都沒結果)。
Qubulus方案
跟IndoorAtlas不同的是,Qubulus公司根據無線電訊號(Radio Signature)來定位。每一個位置的無線電訊號數量、頻度、強度等也是不同的,Qubulus根據這些差異計算出你的具體位置。使用Qubulus的方案,你同樣需要收集室內的無線電訊號。Qubulus也提供了開發工具包,很容易申請下來。開發工具包裡有一個例子,可以使用Eclipse直接編譯通過。
杜克大學方案
杜克大學則藉助現實生活中路標(landmarks)的思想,正在開發一個叫做UnLoc的應用。此應用通過感知wifi、3G訊號死角,以及一些運動特徵,如電梯、樓梯等,並根據這些位置已知的路標來計算你的位置。當你移動的時候,就根據其他感應器( 陀螺儀、加速度感測器、方位感測器等)來跟蹤你的位置。這一過程精度會逐漸降低,但當你到達下一個路標時,位置就會被校準。