室內(nèi)定位技術(shù)詳細對比,哪個更適合你?(室內(nèi)定位技術(shù)應(yīng)用)

適合你 定位 室內(nèi) 詳細 技術(shù)| 2022-12-14 hwszkj

隨著LBS和O2O攪得火熱,定位技術(shù)近年來也備受關(guān)注且發(fā)展迅速。雖然室外定位技術(shù)已經(jīng)非常成熟并開始被廣泛使用,但是作為定位技術(shù)的末端,室內(nèi)定位技術(shù)發(fā)展一直相對緩慢。而隨著現(xiàn)代人類生活越來越多的時間都處在室內(nèi),室內(nèi)定位技術(shù)的前景也非常廣闊。

但雖然作為LBS最后一米的室內(nèi)定位飽受關(guān)注,但技術(shù)的不夠成熟依然是不爭的事實。不同于GPS,AGPS等室外定位系統(tǒng),室內(nèi)定位系統(tǒng)依然沒有形成一個有力的組織來制定統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范,現(xiàn)行的技術(shù)手段都是在各個企業(yè)各自定義的私有協(xié)議和方案下發(fā)展,也致使各種室內(nèi)定位技術(shù)相映生輝。

下面我們就從精確度,穿透性,抗干擾性,布局復(fù)雜程度,成本5個方面全方位來比較一下市面上流行的幾種室內(nèi)定位手段。

紅外線定位技術(shù)

精確度:★★★★☆

穿透性:☆☆☆☆☆

抗干擾性:☆☆☆☆☆

布局復(fù)雜程度★★★★★

成本:★★☆☆☆

紅外線室內(nèi)定位有兩種,第一種是被定位目標使用紅外線IR標識作為移動點,發(fā)射調(diào)制的紅外射線,通過安裝在室內(nèi)的光學(xué)傳感器接收進行定位;第二種是通過多對發(fā)射器和接收器織紅外線網(wǎng)覆蓋待測空間,直接對運動目標進行定位。

紅外線的技術(shù)已經(jīng)非常成熟,用于室內(nèi)定位精度相對較高,但是由于紅外線只能視距傳播,穿透性極差(可以參考家里的電視遙控器),當標識被遮擋時就無法正常工作,也極易受燈光、煙霧等環(huán)境因素影響明顯。加上紅外線的傳輸距離不長,使其在布局上,無論哪種方式,都需要在每個遮擋背后、甚至轉(zhuǎn)角都安裝接收端,布局復(fù)雜,使得成本提升,而定位效果有限。

紅外線室內(nèi)定位技術(shù)比較適用于實驗室對簡單物體的軌跡精確定位記錄以及室內(nèi)自走機器人的位置定位。

超聲波室內(nèi)定位技術(shù)

精確度:★★★★★

穿透性:★☆☆☆☆

抗干擾性:★★★☆☆

布局復(fù)雜程度★★☆☆☆

成本:★★★★★

超聲波室內(nèi)定位系統(tǒng)是基于超聲波測距系統(tǒng)而開發(fā),由若干個應(yīng)答器和主測距器組成:主測距器放置在被測物體上,向位置固定的應(yīng)答器發(fā)射同無線電信號,應(yīng)答器在收到信號后向主測距器發(fā)射超聲波信號,利用反射式測距法和三角定位等算法確定物體的位置。

超聲波室內(nèi)定位整體精度很高,達到了厘米級,結(jié)構(gòu)相對簡單,有一定的穿透性而且超聲波本身具有很強的抗干擾能力,但是超聲波在空氣中的衰減較大,不適用于大型場合,加上反射測距時受多徑效應(yīng)和非視距傳播影響很大,造成需要精確分析計算的底層硬件設(shè)施投資,成本太高。

超聲波定位技術(shù)在數(shù)碼筆上已經(jīng)被廣泛利用,而海上探礦也用到了此類技術(shù),室內(nèi)定位技術(shù)還主要用于無人車間的物品定位。

射頻識別(RFID)室內(nèi)定位技術(shù)

精確度:★★★★★

穿透性:★★★☆☆

抗干擾性:★★☆☆☆

布局復(fù)雜程度★★☆☆☆

成本:★★☆☆☆

射頻識別室內(nèi)定位技術(shù)利用射頻方式,固定天線把無線電信號調(diào)成電磁場,附著于物品的標簽進過磁場后感應(yīng)電流生成把數(shù)據(jù)傳送出去,以多對雙向通信交換數(shù)據(jù)以達到識別和三角定位的目的。(感應(yīng)門禁卡和商場防盜系統(tǒng)用的就是這種技術(shù))

射頻識別室內(nèi)定位技術(shù)作用距離很近,但它可以在幾毫秒內(nèi)得到厘米級定位精度的信息,且由于電磁場非視距等優(yōu)點,傳輸范圍很大,而且標識的體積比較小,造價比較低。但其不具有通信能力,抗干擾能力較差,不便于整合到其他系統(tǒng)之中,且用戶的安全隱私保障和國際標準化都不夠完善。

射頻識別室內(nèi)定位已經(jīng)被倉庫、工廠、商場廣泛使用在貨物、商品流轉(zhuǎn)定位上。

藍牙室內(nèi)定位技術(shù)

精確度:★★★☆☆

穿透性:★★★☆☆

抗干擾性:★★☆☆☆

布局復(fù)雜程度★★★☆☆

成本:★★★☆☆

藍牙室內(nèi)技術(shù)是利用在室內(nèi)安裝的若干個藍牙局域網(wǎng)接入點,把網(wǎng)絡(luò)維持成基于多用戶的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)連接模式,并保證藍牙局域網(wǎng)接入點始終是這個微微網(wǎng)(piconet)的主設(shè)備,然后通過測量信號強度對新加入的盲節(jié)點進行三角定位。藍牙室內(nèi)定位技術(shù)最大的優(yōu)點是設(shè)備體積小、短距離、低功耗,容易集成在移動設(shè)備中。

Wi-Fi室內(nèi)定位技術(shù)

精確度:★☆☆☆☆

穿透性:★★★☆☆

抗干擾性:★★★★★

布局復(fù)雜程度★☆☆☆☆

成本:★☆☆☆☆

Wi-Fi定位技術(shù)有兩種,一種是通過移動設(shè)備和三個無線網(wǎng)絡(luò)接入點的無線信號強度,通過差分算法,來比較精準地對人和車輛的進行三角定位。另一種是事先記錄巨量的確定位置點的信號強度,通過用新加入的設(shè)備的信號強度對比擁有巨量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫,來確定位置(“指紋”定位)。

Wi-Fi定位可以在廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)實現(xiàn)復(fù)雜的大范圍定位、監(jiān)測和追蹤任務(wù),總精度比較高,但是用于室內(nèi)定位的精度只能達到2米左右,無法做到精準定位。由于Wi-Fi路由器和移動終端的普及,使得定位系統(tǒng)可以與其他客戶共享網(wǎng)絡(luò),硬件成本很低,而且Wi-Fi的定位系統(tǒng)可以降低了射頻(RF)干擾可能性。

Wi-Fi定位適用于對人或者車的定位導(dǎo)航,可以于醫(yī)療機構(gòu)、主題公園、工廠、商場等各種需要定位導(dǎo)航的場合。

ZigBee室內(nèi)定位技術(shù)

精確度:★★☆☆☆

穿透性:★★★★☆

抗干擾性:★★★☆☆

布局復(fù)雜程度★★☆☆☆

成本:★★★☆☆

ZigBee室內(nèi)定位技術(shù)通過若干個待定位的盲節(jié)點和一個已知位置的參考節(jié)點與網(wǎng)關(guān)之間形成組網(wǎng),每個微小的盲節(jié)點之間相互協(xié)調(diào)通信以實現(xiàn)全部定位。

ZigBee是一種新興的短距離、低速率無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù),這些傳感器只需要很少的能量,以接力的方式通過無線電波將數(shù)據(jù)從一個節(jié)點傳到另一個節(jié)點,作為一個低功耗和低成本的通信系統(tǒng),ZigBee的工作效率非常高。但ZigBee的信號傳輸受多徑效應(yīng)和移動的影響都很大,而且定位精度取決于信道物理品質(zhì)、信號源密度、環(huán)境和算法的準確性,造成定位軟件的成本較高,提高空間還很大。

ZigBee室內(nèi)定位已經(jīng)被很多大型的工廠和車間作為人員在崗管理系統(tǒng)所采用。

超寬帶室內(nèi)定位技術(shù)

精確度:★★★★★

穿透性:★★★★★

抗干擾性:★★★★☆

布局復(fù)雜程度★★★☆☆

成本:★★★★☆

超寬帶定位技術(shù)是一種全新的、與傳統(tǒng)通信定位技術(shù)有極大差異的新技術(shù)。它利用事先布置好的已知位置的錨節(jié)點和橋節(jié)點,與新加入的盲節(jié)點進行通訊,并利用三角定位或者“指紋”定位方式來確定位置。

超寬帶通信不需要使用傳統(tǒng)通信體制中的載波,而是通過發(fā)送和接收具有納秒或納秒級以下的極窄脈沖來傳輸數(shù)據(jù),因此具有GHz量級的帶寬。由于超寬帶定位技術(shù)具有穿透力強、抗多徑效果好、安全性高、系統(tǒng)復(fù)雜度低、能提供精確定位精度等優(yōu)點,前景相當廣闊。但由于新加入的盲節(jié)點也需要主動通信使得功耗較高,而且事先也需要布局,使得成本還無法降低。

超寬帶室內(nèi)定位可用于各個領(lǐng)域的室內(nèi)精確定位和導(dǎo)航,包括人和大型物品,例如汽車地庫停車導(dǎo)航、礦井人員定位、貴重物品倉儲等。

除了以上提及的7種室內(nèi)定位技術(shù),還有基于計算機視覺、圖像、磁場以及信標等等定位方式,但是大部分目前還處于開發(fā)研究試驗階段,暫沒有成熟精確的產(chǎn)品投入市場。

從目前來看,藍牙、Wi-Fi、超寬帶室內(nèi)定位是最有可能普及于LBS的三種方式:Wi-Fi室內(nèi)定位有著廉價簡便的優(yōu)勢,但在能力表現(xiàn)上不夠強;而藍牙室內(nèi)定位各項指標較為平均;超寬帶室內(nèi)定位有著優(yōu)秀的性能但成本較高,而且因為其現(xiàn)階段因為大小功耗等原因,無法很好地與手機等移動終端融合,暫不利于普及。

但不管是哪種方法,未來的室內(nèi)定位技術(shù)必定會隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展越來越精確,越來越普及。在保證安全和隱私的同時,室內(nèi)定位技術(shù)也將會與衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)有機結(jié)合,將室外和室內(nèi)的定位導(dǎo)航無縫精準的銜接。誰將會補上LBS的最后一米,我們拭目以待!