最近了解到定位技术,室内有RFID、Wifi、UWB、红外和超声波、ZigBee室内定位技术等。 请大牛大致分析下现在室内定位技术发展到什么程度了? 是否已有精确到1cm的成熟技术?

话说答主关注室内定位也有很多年了,主要从事的是惯性定位,这个技术目前而言发展也比较快,和前面各位大牛关注的重点有所不一样,主要是紧急救援或者军事用途。看到这个话题就忍不住多说几句作为知乎首答吧。
大概分为三类:
1、放在腰上的(PDR)加速度+磁力计+陀螺or(null)
2、放在脚上的(FPN)加速度+陀螺+磁力or(null)
3、基于外部临时性基站的,一般采用超宽带信号会有比较好的定位精度。

  • 腰上的方案实用性更强,但是对于侧移、转弯、原地踏步这种就会产生明显的误差积累,我们产品的实验结果是通常自由行走能达到2~5%精度,走100米误差达到2~5m,曾经出现的honewell的DRM4000和Seer的NaviSeer都是这类产品,但精度差是其短板,没有获得大规模应用;
  • 足部的方案精度高,相对稳定,我们算法也研究了很多年,包括卡尔曼滤波、马尔科夫模型、粒子滤波、决策树判决等等,可以玩的花样很多,我们有三个博士生的课题都是围绕这个进行的(中间碰巧得了一次全国研究生电子竞赛特等奖)。但是技术相对稳定,真正达到实用也是今年6月份左右,做到3‰的精度,这个精度基本能满足紧急救援的需求了,消防、反恐、救援任务在建筑物内通常不会走得太远,走1km误差累计3m,用户基本都可以接受了。可能一般人认为3‰没有什么感觉,但是我们采用的是普通的低成本的MEMS方案,就是智能手机里那个G-Sensor,而且不依靠任何磁场、无线等辅助信息的条件下。这种MEMS通常的方向漂移误差是≥100°/h的,加速度误差也是大得不得了,如果没有算法辅助,基本上加速度积分带来的速度和位移误差是10%以上。目前,业内很多做消防系统的集成商都在使用我们的模块进行后端服务开发。
  • 无线超宽带信号目前主要是集中在Nanotron的2.4GHz和DecaWave的3.5~5.8GHz的两个方案,这两个方案测距精度都可以达到10cm以下的精度,我们实测过基于这两个频段进行三边或质心定位可以达到5~10cm左右的精度,并且这个精度是可以长时间保持住,不存在漂移的。但是一个非常大的问题就是这个频段的超宽带信号穿一堵墙还可以,穿两堵墙就很困难了,实际应用时每次定位需要同时获取三个以上的基站信号,在一般的建筑物内使用起来别说覆盖大部分区域了,用起来的体验只能说不如靠眼睛和感觉定位了,因此这种系统只能应用在开阔环境中。听说LoRa在出测距模块,频段在1GHz以内,这个出来后应该穿透性会好很多。
  • 我目前认为在紧急救援应用里面,惯性会是主流,然后用外部基站进行辅助,我们目前的研究方向是通过偶尔获取的一个基站信号进行校准,被定位人员在建筑物内不同时间偶尔会有收到1个基站的测距信息,结合自身的惯导和不同时空的基站信息,就能获取一个稳定的高精度定位结果,并且在外场试验已经通过,目前也正在产品化。
  • 在商业化领域室内定位最终会被wifi取代,wifi的密度相对增加,通过指纹算法和众包的思路,应该可以解决数据库维护的问题,设计一个带冗余的模型,我认为里面即使偶尔有少数wifi热点信息是错误的,通过大量的使用者指纹库识别结果、行走习惯和惯性传感器融合,反向定位纠正错误热点信息,实现数据库的自稳定和自我修复
  • 另外还有一个技术方向是采用GPS/北斗地面基站的方案,使用很方便,看起来就是GPS信号能够一直维持,而且定位算法十分成熟。但出于国家层面的战略考虑,这种GPS地面基站的方案应该不会大量推广,而北斗目前在智能终端应用又太少,这种技术短时间内不会有大应用推广。

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