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室内移动设备导航展望:定位技术最终无需基建

原创 2020-03-27 14:41 倚歌 来源:中国yabo亚博登录网-中叉网

几乎每个在室内工作和移动的人和设备,都想知道自己和他人的准确位置。现在,大多数人采用智能手机和电子设备在室内实现实时定位并想获得这种感知的能力。当然人们在户外时,可以使用GPS、BDS、GLONASS和GALILEO来追踪自己的位置(几米之内)。但是在室内,卫星信号被屏蔽了。然而,室内定位的技术,也是最近几年才出现并被广泛使用。

室内定位技术分为两类:要求安装专用基础架构的技术和不需要基础架构的技术。

具有专用基础架构的系统要求在将提供本地化的任何站点中安装称为定位器或信标的专用设备。这些定位器会在智能手机或其他电子设备在站点中移动时跟踪它们的位置,或者发送使智能手机和电子设备能够跟踪其自身位置的信号。这是当今市场上大多数室内定位公司所采用的方法,包括苹果公司的iBeacon计划和其他使用蓝牙或超宽带信标的技术。

相比之下,不需要专用基础架构的系统,他们使用在设备中实现预制的传感器并结合环境知识来跟踪位置。这可能包括站点中已经存在的Wi-fi热点之类的东西,但不需要安装任何专用的定位器或信标。这种系统称为“无基础架构”。

无基础架构的系统通常更易于安装,因为它们不需要安装任何基础架构,但是在本地化方面面临着更大的挑战。没有专用基础架构的系统以及具有专用基础架构的系统如何在任何地方进行位置定位?

实现高精度的无基础设施的室内导航,一种方法就是使用设备上的摄像头而不是无线电来感应周围的环境,也可称为“视觉导航”。在这些视觉算法中,设备的摄像头用于以立体的方式来“观察”移动的环境,从而分析从摄像头看到的图像来跟踪设备的位置。在某些情况下,图像用于跟踪运动,通常比使用设备内传感器跟踪要更精确。再者,将图像与站点中图像的数据库进行比较,就能确定设备相对于所看到图像的距离、位置和方向。

目前,市场上已经有一家采用无视觉基础设施的室内本地化技术的公司是美国Accuware,这是一家长期从事室内定位参与者Navizon公司的衍生产品。Accuware的技术是通过来自设备摄像头的视频流,从而实现设备的厘米级精度定位。除了智能手机和平板电脑,该技术还可以在机器人、无人机、自动驾驶汽车和其他位置感知电子设备上使用。这样,该公司的技术比简单的移动行业拥有更广泛的可客户基础。

在Accuware最近的一场演示中,机器人正在高尔夫球场上运行,视频信号已从机器人发送到Accuware系统,该系统分析了图像上的重要点并生成了地图上显示的位置。在此演示中,根据Accuware从视频源生成的实时定位,对机器人编制了“地理围栏”,即使它的控制器试图将机器人移动到高尔夫球场外,也可以对这个动作作阻止。机器人能够立即停在高尔夫球场的边缘上,事实表明,该定位精度相当的高。Accuware展示了他们的技术,从而可以通过智能手机来跟踪工厂中的yabo亚博登录,零售场所中的自动机器人等。

将视觉室内定位推向市场的其他公司包括以色列Eyeways系统公司和奥地利Insider Navigation Systems公司。

不受基础设施限制的另一种方法是基于设备内置的传感器(检测传感器是垂直还是水平,当你手持手机时候,传感器跟随手机位置变化的传感器。)以及偶尔进行校准的其他信号进行运动感应。这种类型的许多系统都使用设备内置的加速度计,磁力计和陀螺仪来测量设备在站点周围移动时的逐步移动。如果起始位置已知,则这种运动感测可以维持位置感知。由于不准确,这种系统会根据磁场读数或来自已安装的Wi-Fi热点的无线电信号进行自我校准。这些系统通常达到1-2米的精度,但不能达到亚米级别。这包括意大利GipsTech公司,以色列Navin公司,西班牙Situm公司,英国Navenio和澳大利亚Infuse Location等公司提供的技术能力。

这只是整个室内定位市场的一小部分,其中包括全球200多家初创公司以及许多主要的移动硬件和芯片制造商。基于蓝牙信标的诸如苹果公司的iBeacons计划在内的一些早期就在这一领域成功实现定位技术的公司。然而,基于基础架构的细分市场已越来越受到关注。但是,随着无基础设施技术的改进和越来越多的市场的普及,人们强烈关注下一代室内定位的应用程序和技术,事实上完全可能绝对不会涉及任何基础设施的建设。

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