2016年12月15日，由圖聚智能和上海產業技術研究院主辦的2016全球室內定位產業峰會在上海國家會議中心召開。本次峰會匯聚了室內定位行業內的領先企業以及1000多名行業人士參與，共同探討室內定位技術的應用發展。

　

　　同濟大學劉兒兀教授通過多年在室內定位行業的實踐和研究，并結合近三年微軟大賽的觀察，對目前國內外室內定位技術的發展進行了剖析。目前的室內定位技術發展到什么樣的水平?之后哪些方面可以做進一步的研發?

　　同室外的GPS、北斗一統天下的情況不一樣，室內有各種主流技術呈現出百花齊放的場景。主要有磁電光聲，WIFI、iBeacon、地磁、超聲波，還有超寬帶，可見光、激光定位技術以及目前慢慢出現的慣導技術，如PDR。從這些技術上來看，WIFI、iBeacon、地磁及超聲波是目前手機、Pad可以支持的，而超寬帶、可見光、激光是需要專用設備或者硬件來支持的。

　

　　目前基于手機，不需要額外的設備，不需要專門的基站或者額外的硬件支持的手機定位方式有哪些?

　　一、目前主流的是WIFI和iBeacon

　　WIFI和iBeacon兩者在定位技術上區別不是太大，兩者都是基于信號強度的定位原理。兩種方式一種是路損模型，這兩個技術在進步，WIFI方面是到達時間，或者時間戳方式，基于時間的方式。因為電磁波在空間的傳播的速度我們知道，精度會比較準一點。iBeacon是基于藍牙5.0，主要是是到達角和離開角(音)的方式定位。

　　二、地磁

　　利用天然的地磁場，不同的建筑有不同的結構。有大功率的位置，會對地磁場造成一些天然的變形。剛好可以做地磁場的特征就像我們的房間一樣有一些特征，我們地磁場做完采集后會做一些處理，把相近或者類似特征的點去掉。

　　三、可見光

　　對于可見光技術，大家聽的比較多的是飛利浦在歐洲布了可見光做定位。通過在LED燈里面放一些控制模塊，使得LED發出很高頻率的閃爍。這種閃爍滿足安全規范，人眼看不到，但是手機攝像頭可以捕捉到。通過燈的閃爍，手機可以捕捉到條紋，條紋可以做編碼，查找云端數據庫就可以查找它的位置。首先要看到LED燈，至少看到兩盞，如果手機放在口袋，或者LED被遮掉的場合不太適合。

　　四、慣導技術

　　慣導技術是利用慣性傳感器，基本的收集都有的，包括加速度、陀螺儀把這些數據進行濾波、矯正，獲取的精確的傳感數據進行航位推算。

　　目前主流室內定位技術的主要挑戰

　　前面沒有談到超寬帶因為手機不支持，接下來我們看一下用手機支持的方式從精度、部署、成本上做一些探討。

　　一、WiFi面臨的挑戰

　　WIFI目前的話取決于部署的密度。因為WIFI是基礎設施，用作通信用的。但是如果用定位的話，靠這種完全是做通信的WIFI部署是不夠的，充其量只能作為指紋。

　　WIFI布點采集指紋的方式，分兩種：主動和被動。主動的方式可以用手機直接來計算，通過取得WIFI的信號來算。這種主動的方式有一個問題，蘋果的手機不支持的，蘋果底層的信號強度接口沒有開放，主動的方式只適合安卓的系統。

　　另外一種方式是被動的。簡單的WIFI的AP不需要提供聯網的功能，可以探測到手機發出來的信號。但是有一些問題，別人沒有通過我們的同意可以掃我的引號，有一些法律上的風險。WIFI有這兩個問題，主動方式蘋果手機不支持，被動方式有一些法律風險，而且被動的方式的精度比主動方式精度稍微低一點。目前WIFI取決于部署的密度，大概是5到10米的范圍是差不多的，8米是比較常見的，也有人通過一些增加的部署密度，但是會帶來額外的問題，干擾各種現象。

　　二、iBeacon面臨的挑戰

　　iBeacon是蘋果推的一個東西，它首先自己的不開放，就用iBeacon的方式。也是用藍牙的，藍牙跟WIFI的區別不是太大，藍牙的iBeacon信號，更穩定，所以說精度會比WIFI稍微高一點，一般3到5米這樣的水平。但是仍然有很大的問題，就是很多人并不是要把藍牙打開，藍牙并不是一個必備的基礎設施，但是WIFI是，WIFI大家都打開的，藍牙不一定都打開。

　　三、地磁面臨的挑戰

　　地磁也有問題的，地磁的話像剛才說的，這個會場可能地磁不同點特征可以區分出來，但是隔一個會場，可能有一些點跟這里的點是相近的，地磁也相當做指紋，做地磁有一個關鍵點，你把這些點采集到之后，如何規避、利用這些可能相近的點，不同的算法就有大的區別。

　　四、超寬帶面臨的挑戰

　　超寬帶有部署成本的問題，地磁可以做到幾米的精度，超寬帶UWB的話，它的脈沖寬度很小，第二個脈沖過來之前不會覆蓋住。超寬帶技術主要問題是需要部署基站，而且終端不支持，精度可以達到厘米級，在微軟大賽上我們可以看到最好的是幾個厘米，8、9個厘米。很多人利用DecaWave開發。

　　五、可見光定位面臨的挑戰

　　另外一個可見光，厘米分米量級是可以做的。還有指紋，指紋的問題是需要定時采集，指紋不是不變的，不只采一次需要后續的更新，所以需要算法來做這件事情。

　　所以不管是WIFI、iBeacon或者是地磁，因為室內和室外環境不一樣，室內環境相對復雜，不同的商業場所特征完全不一樣，目前來看單一技術無法同時滿足這些需要的。

　　通過微軟大賽看室內定位技術發展趨勢

　　微軟室內定位大賽是國際盛名的室內定位大賽，從2014年開始舉辦，每年都會吸引大量的公司和高校團體參加。各個團隊在同一場地，利用自己的技術技能，來達到力所能及的定位精度。

　　據劉教授對微軟大賽的分析，目前主研的單位有中國、俄羅斯、美國、歐洲的一些單位。2014年的時候WIFI大家不用，慣導逐漸出現，地磁基本上沒有人用，數據融合也基本上沒有人用。其它技術，包括到達時間的、磁發射和接收的技術，而那時美國微軟亞研院到2厘米精度，其次還有美國的Rutgers，牛津大學，德國DFKI。

　　到2015年的時候，有增加了兩個東西：地磁和數據融合。慣導逐漸被大多數人采用了，也有了多種定位，不管是WIFI、慣導、地磁。數據融合變得重要了，地圖匹配、機器學習慢慢出現。

　　2016年大家基本上圍繞數據融合來做，各家不同的技術拿到不同的定位精度，包括2016年有地圖匹配，包括有機器學習等。

　　從三年的大賽，看到需要使用多種定位技術，利用了磁場指紋、WIFI、藍牙、信號強度、可見光、慣導、數據挖掘機器學習、地圖匹配。WIFI無線信號有衰落，磁沒有無線那么衰落，小尺度的會比WIFI好很多。還有用可見光的一些場合以及機器學習，但機器學習對手機會造成比較大負擔。

　　劉教授最后總結到，從他們的經驗來看，數據融合的方面效率會更高一點，地圖匹配是對精度有所提高的。

　　最后，2017蘇州國際物聯網博覽會將于2017年3月29日-31日在蘇州國際博覽中心舉行，將展出無線定位領域產業鏈上下游產品以及最新的應用解決方案。同期還有關于無線定位的高峰論壇，和定位領域大咖探討無線定位的最新發展與應用趨勢。持續關注，請添加物聯傳媒公眾號：ulinkmedia