20140512-1

室内定位导航可实现室内环境的定位与导航,受大型购物中心、百货商店、机场和体育馆等公共场所日益增加的定位服务需求的驱动,到2018年,室内定位导航市场总值将达到40亿美元。零售商和公共场所经营商可以利用精准的定位服务向消费者提供打折、促销及个性化服务,而企业网管员可利用这一技术实现对资产的跟踪和管理。室内环境通常无法覆盖GPS信号,即使有信号定位精度也不够高(10m左右),很难达到室内定位与导航的要求(1m左右),因此需要借助室内应用场景的定位技术。

技术剖析

目前使用的技术主要有WiFi、蓝牙、5G、地磁定位和SLAM等。其中WiFi定位通过WiFi热点覆盖实现室内定位导航。WiFi定位技术虽然应用广泛,但存在数据更新有延迟等缺点,占手机市场27%以上的iPhone不开放WiFi开发接口,导致iPhone手机的WiFi正向定位无法实现,只能通过部分厂家的AP进行反向定位,大规模推广难度较大。蓝牙定位技术的代表是苹果公司开发的iBeacon,iBeacon通过低功耗蓝牙技术进行微定位,Beacon基站可以远距离采集Beacon信号,范围从几毫米到50米,一个纽扣电池可供Beacon基站使用两年,定位成本低,部署方便,但缺点是抗干扰能力差。

随着5G时代即将来临,基于5G技术的室内定位导航解决方案成为热点。与WiFi定位技术相比,5G技术拥有大带宽、高传输速率和密集基站网的优势,用户信号可被多个基站接收,定位更加精准,上海交通大学北斗导航实验室已与华为展开此项技术研究,预计2-3年内实现亚米级精确定位。

地磁定位依靠地球本身的地磁场,建筑物的结构和材料与地球磁场互动,使每一个楼层都会产生独特的磁力图,地磁信号稳定性好,地磁导航对室内地图的精确度和地磁数据采集的精确度要求高。地磁室内定位无需预先铺设信号源,硬件投入成本几乎为零,且定位精度高。地磁导航无需除手机以外的设备,通过地磁数据作为指纹做定位,定位之前先用手机进行数据采集,成本低而且使用方便,精确度可达到一米。无论苹果手机还是安卓手机都开放了地磁传感器的开发接口,基于智能手机的地磁定位软件可以跨平台使用。

SLAM技术可实现对未知新环境的导航,机器人在未知环境中从一个未知位置开始移动,在移动过程中利用各种传感器和机器视觉手段,根据位置估计和地图进行自身定位,同时在自身定位的基础上建造增量式地图,实现机器人的自主定位和导航。机器人在未知环境中实现智能化需要完成三个任务,第一个是定位,第二个是建图,第三个则是随后的路径规划。

商业应用机遇与挑战并存

目前,国内外使用的室内定位导航方案通常是基于WiFi、蓝牙技术,切入的企业主要有点道、图渊、智慧图、WifiPix、上海图聚、Ekahau等。

我国著名的“羲和系统”是基于运营商基站的定位方法,可实现室内外协同实时精密定位,具备室外亚米级、城市室内优于3米的无缝定位导航能力和业务可控的亿级用户在线位置服务能力,预计未来会嵌入5G通信网中,前景十分广阔。

在全球范围内掌握地磁室内定位技术的公司屈指可数。芬兰的IndoorAtlas公司在2014年获得百度公司1000万美元的股权投资,IndoorAtlas的专利技术利用智能手机内置的磁力计检测地磁场异常,帮助用户在室内进行可靠的导航,且不再需要其他基础设施,百度已经开始向2.7亿百度地图月活跃用户推出基于IndoorAtlas技术的室内位置服务。

北京识途科技有限公司研发成功全球领先的地磁室内定位技术,定位精度平均达到1-3米,已经向企业提供专业的室内定位解决方案,并为大众提供基于智能手机软件的室内定位服务。北京识途科技有限公司已经申请了多项核心技术发明专利,并致力于持续研发新的技术。

目前SLAM技术主要应用于智能机器人,在室内定位导航领域尚未见成熟的产品,相信围绕着大型场所的三维数据快速生产和服务的搭建,未来SLAM定会发挥其独特的优势。

室内定位导航技术各具特色,如果不考虑成本问题,总有解决方案。从商业应用角度看,实现成本与变现渠道、商业模式等则成为室内定位导航不得不面临的问题。可以说室内定位导航不单是技术问题,更是商业价值问题。一般的服务业,比如商场、大型医院和机场等,实际能产生多大的增益,存在很大的疑问。刚需肯定是客观存在的,以上海虹桥机场为例,因为机场和火车站一体,各服务主体之间相隔甚远,如果有室内导航和服务,能极大减少乘客的不便。此外在采矿、石油石化、物流、公安、安保、消防、监狱等专业领域,室内定位导航都有重要应用。室内定位导航是移动位置服务下一阶段的发展重点,在人员安全管理、物品识别管理等方面有很大的商业价值和发展前景。目前看来室内定位导航缺乏完善的商业模式支持其长久运作下去,而前期的投入通常十分巨大,物业要授权,商场要入场费,后期还要运维投入,资金资源大量消耗,没有清晰商业模式支持的技术创业和技术型服务成长道路艰难而曲折。

道路是曲折的,前途是光明的,室内定位导航实现室内外定位无缝衔接,是智慧城市发展的重要基础,我国已将室内定位导航提升到国家战略层面,积极引导相关技术的科研、推广,积极支持相关应用的发展,室内定位导航成为位置服务领域的新战场与新蓝海。

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