室内定位是一个仍在不断发展的领域。 它结合了GPS的强大功能和精确映射到人类70%的时间在室内的地方。 根据美国国家地理空间咨询委员会(NGAC), 室内定位服务提供了使用来自自动设备的感官信息实时跟踪室内人或物体的位置信息的能力 。 当然,在一个日益增长的客户亲密度,基于场所的营销策略以及智能手机用户对基于位置的服务和应用的不断增长的需求的世界中,室内定位服务(IPS)的兴起是显而易见的。

 

什么是室内定位?

 室内定位可大致分为:磁定位,SLAM,无线电波,移动传感器,RFID。 但是,必须提到没有标准的方法来构建IPS。 公司可以使用WiFi三角测量,蓝牙,信标,近场通信(NFC),红外,室内地图,传感器甚至声学分析LED照明,以及“行人航行推算”等来确定人在建筑物中的位置。 由于没有一种技术无处不在,公司在其产品中使用多种技术。

到2022年,全球室内定位市场预计将从2016 年的52.2亿美元触及4009.9亿美元,复合年增长率(CAGR)在预测期内为42.0%。 此外,预计零售商将在2020年每年花费24亿美元用于信标和资产跟踪。毫无疑问,有数百家创业公司在新兴的室内场所和邻近营销领域争夺知名度。


磁性定位

磁性指纹建筑物。 图片由IndoorAtlas提供

磁性定位的灵感来自于自然界中的动物寻路。 正如动物依靠地球磁场将自己定位在与目的地相关的位置(例如,迁徙繁殖地),智能手机也可以类似地用于检测和响应建筑物内的磁场变化。

来自智能手机的磁传感器数据用于无线定位建筑物内的物体或人。 它利用地球的地磁场精确定位建筑物内的确切位置,并用于在室内环境中提供1-2米的定位精度。 到目前为止,它被认为是室内定位中最完整和最具成本效益的,因为它提供了精确度,没有任何硬件要求和相对较低的总体拥有成本。 磁性定位据说是一种“基础”室内定位技术 。

磁指纹也可以是众包的。 例如,商店员工,志愿者或普通人只需在智能手机上使用应用程序就可以为室内空间生成磁性指纹。 谷歌的Waze就是其中最好的例子之一。

同时定位和映射 - SLAM

图片由GeoSLAM提供

同步本地化和映射(SLAM)的缩写也可用于在没有明确的室内指纹识别的情况下扩展技术。 机器人绘图或机器人制图背后的技术,SLAM是使用机器人或无人驾驶车辆或使用其生成的地图导航该环境的传感器创建地图的过程。 当没有或几乎没有预先存在的地方知识时,这与用于构建地图的方法相同。SLAM适用于2D和3D运动。

SLAM由多个部分组成 - 地标提取,数据关联,状态估计,状态更新和地标更新。 当然,该技术使用不同类型的传感器,各种传感器类型的功率和限制一直是新算法的主要驱动力。

RFID标签

射频识别,通常称为RFID,是一种由标签和阅读器组成的简单技术。 读取器使用射频电磁场读取标签中的数据,并获得标签所附对象的标识。 标签可以是否带电池,这使其成为有源标签或无源标签。 虽然RFID仅适用于选择性物体识别,但通常与其他技术结合使用以实现精确的室内定位。

RFID市场到2023年达到285亿美元,其2016年的复合年增长率从169.5亿美元增长到7.7%,已经成为零售领域的一股力量。 它具有出色的增长空间,特别是在服装和鞋类领域,同时在医疗保健和汽车等其他市场具有巨大潜力。

BLE信标

信标是如何工作的。 图片由CISCO提供

来自电池运行信标(小型无线设备)的蓝牙低功耗(BLE)信号是IPS工具包中的最新技术之一,并成为当今大多数设备上可用的行业标准。 该设备检测来自信标的信号,并且可以大致计算到信标的距离,从而估计位置。 蓝牙信标作为灵活便携的解决方案迅速崛起,为跟踪和通信提供上下文。 到2022年,全球蓝牙信标市场预计将达到587亿美元,复合年增长率为95.3%。

推动行业增长的关键因素是信标和BLE标签支持的应用数量增加。 在大批量垂直行业中,信标正在见证资产跟踪和机器/设备状态观察的不断增长。 与此同时,现有和新应用的市场正在成熟,导致更大规模的推广。 越来越多的信标在相机,LED照明,销售点(POS)设备,数字标牌和自动售货机中的整合预计将在预测期内推动行业增长。 除零售应用外,信标也预计将成为工业应用中的常见商品。

移动传感器

富传感器移动设备的广泛可用性提高了准确室内定位服务的可能性。 除了GPS(通常不在室内工作但智能手机可以确定其位置的卫星信号)和蓝牙等传感器外,现代智能手机还配备了各种传感器,如气压计(可测量气压,因此可以提供有关智能手机所在楼层的信息,加速度传感器(可以测量手机移动时X,Y和Z轴上的力偏移); 陀螺仪(可以检测智能手机的方向是垂直还是水平),手机天线(可以通过GSM检测到智能手机的粗略位置); 近场通信(NFC是最大范围为10厘米的无线电标准,用于AndroidPay和ApplePay的免接收付款)和相机(智能手机相机接收可见光通信信号,可用于虚拟现实应用) )。

虽然这些中的任何一个都不能提供精确定位,但传感器数据的组合可用于精确定位。

无线上网

WiFi可以与BLE信标类似的方式使用,并可用于确定5-15米精度的位置。 然而,虽然它的信号更强,并且可以覆盖比BLE更多的距离,但它需要外部电源,更多的设置成本和昂贵的设备。 此外,WiFi信号可能受到诸如人体,墙壁等物体的损害。 即使打开和关闭门也会影响WiFi信号。

室内定位:当GPS停止工作时,您在建筑物中做什么?——杭州羿腾科技

2019-01-28
0