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室内定位

发布时间:2019.02.28 来源: 浏览次数:

在室内环境无法使用卫星定位时,使用室内定位技术作为卫星定位的辅助定位,解决卫星信号到达地面时较弱、不能穿透建筑物的问题。最终定位物体当前所处的位置。

室内定位技术主要分基站定位和惯导定位两种服务商。基站定位服务商主要有:谷歌、诺基亚、TI、苹果、高德、百度等采用WIFI定位;惯导定位服务商主要有:美国的NAVISEER,龙旗瑞谱科技,上海消防研究所。商用技术基本采用WIFI,RFID等无线通讯基站方案,针对应急救援主要采用惯性导航等技术方案,因为应急救援面对的场所应该都是灾害性的,基站无线通讯都属于瘫痪状态,还有就是社会成本过高,所以只能采用惯性导航技术,它无需任何额外的基础设施或网络,以无线方式实时输出人员的行走距离与方向信息,可以实现在各种复杂环境中人员的准确定位,为保证人员的生命安全提供有效的保证。

定位技术

除通讯网络的蜂窝定位技术外,常见的室内无线定位技术还有:Wi-Fi、蓝牙、红外线、超宽带、RFID、ZigBee和超声波。

Wi-Fi技术

通过无线接入点(包括无线路由器)组成的无线局域网络(WLAN),可以实现复杂环境中的定位、监测和追踪任务。它以网络节点(无线接入点)的位置信息为基础和前提,采用经验测试和信号传播模型相结合的方式,对已接入的移动设备进行位置定位,最高精确度大约在1米至20米之间。如果定位测算仅基于当前连接的Wi-Fi接入点,而不是参照周边Wi-Fi的信号强度合成图,则Wi-Fi定位就很容易存在误差(例如:定位楼层错误)。

另外,Wi-Fi接入点通常都只能覆盖半径90米左右的区域,而且很容易受到其他信号的干扰,从而影响其精度,定位器的能耗也较高。

蓝牙技术

蓝牙通讯是一种短距离低功耗的无线传输技术,在室内安装适当的蓝牙局域网接入点后,将网络配置成基于多用户的基础网络连接模式,并保证蓝牙局域网接入点始终是这个微网络的主设备。这样通过检测信号强度就可以获得用户的位置信息。

蓝牙定位主要应用于小范围定位,例如:单层大厅或仓库。对于持有集成了蓝牙功能移动终端设备,只要设备的蓝牙功能开启,蓝牙室内定位系统就能够对其进行位置判断。

不过,对于复杂的空间环境,蓝牙定位系统的稳定性稍差,受噪声信号干扰大。

红外线技术

红外线技术室内定位是通过安装在室内的光学传感器,接收各移动设备(红外线IR标识)发射调制的红外射线进行定位,具有相对较高的室内定位精度。

但是,由于光线不能穿过障碍物,使得红外射线仅能视距传播,容易受其他灯光干扰,并且红外线的传输距离较短,使其室内定位的效果很差。当移动设备放置在口袋里或者被墙壁遮挡时,就不能正常工作,需要在每个房间、走廊安装接收天线,导致总体造价较高。

超宽带技术

超宽带技术与传统通信技术的定位方法有较大差异,它不需要使用传统通信体制中的载波,而是通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据,可用于室内精确定位,例如:战场士兵的位置发现、机器人运动跟踪等。

超宽带系统与传统的窄带系统相比,具有穿透力强、功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能够提高精确定位精度等优点,通常用于室内移动物体的定位跟踪或导航。

RFID技术

RFID定位技术利用射频方式进行非接触式双向通信交换数据,实现移动设备识别和定位的目的。它可以在几毫秒内得到厘米级定位精度的信息,且传输范围大、成本较低;不过,由于以下问题未能解决,以RFID定位技术的适用范围受到局限。

1. RFID不便于整合到移动设备之中

2. 作用距离短(一般最长为几十米)

3. 用户的安全隐私保护

4. 国际标准化

ZigBee技术

ZigBee是一种短距离、低速率的无线网络技术。它介于RFID和蓝牙之间,可以通过传感器之间的相互协调通信进行设备的位置定位。这些传感器只需要很少的能量,以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器,所以ZigBee最显著的技术特点是它的低功耗和低成本。

超声波技术

超声波定位主要采用反射式测距(发射超声波并接收由被测物产生的回波后,根据回波与发射波的时间差计算出两者之间的距离),并通过三角定位等算法确定物体的位置。

超声波定位整体定位精度较高、系统结构简单,但容易受多径效应和非视距传播的影响,降低定位精度;同时,它还需要大量的底层硬件设施投资,总体成本较高。