【技术】室内定位技术发展与应用研究

摘要：目前，全球卫星导航系统是获得户外环境位置信息的最常用技术手段。但是，由于卫星信号很容易被阻塞，因此它们不适合室内或复杂的场合排列高大的建筑物。因此开yun体育app入口登录，室内定位技术作为室外定位非常有力。补品迅速发展。本文介绍了当前主流室内主流定位方法和关键技术，结合了室内定位技术的当前研究状态，深入探讨了室内定位技术的潜在价值和广泛的前景，并提出了特定的创新应用方向，并努力建立深层级别智能位置平台。

关键字：室内定位；无线上网;定位数据；关键技术；申请前景；位置服务

0简介

随着人类社会的进步，人们越来越关注其精确的位置信息，以及其利益的定位和导航。 GNSS提供有效的室外定位方法，并已成为许多人的必备工具。但是，卫星导航也存在其缺点：在具有高层建筑物和大型场所的室内环境的城市地区，卫星定位的准确性将大大降低，即使是定位也是不可能的。随着人们对准确性和速度的要求越来越高，对室内定位的需求也非常紧迫。定位和位置服务的“最后一英里”问题越来越突出，室内定位突出了其作用和价值。

传统的室内定位技术手段是：通过有效地将基站室内放置在室内，用户可以使用手机等工具在基站中生成指纹功能，然后基于多个指纹交叉来确定用户的位置基站。目前，已使用的基站类型包括Wi-Fi，蓝牙，室内LED灯，Active RFID，UWB和其他方法。此外，一些研究机构正在积极对基于多媒体的室内定位技术进行研究，并取得了初步结果。理想的室内定位技术将整合Wi-Fi，蓝牙和其他基站数据，并将其与陀螺仪，相机，麦克风和其他硬件姿势参数相结合，以通过各种频道，各种频道，，以获取最终用户的位置在室内条件下实现准确的定位。

1个用于室内定位和应用的关键技术

1.1主要室内定位方法

目前，室内定位技术正在蓬勃发展。除了主流Wi-Fi和蓝牙定位技术外，还有红外定位技术，超声波室内定位技术，射频识别（RFID）室内定位技术，Zigbee室内定位技术和超宽带室内定位技术。此外，基于计算机视觉，图像，磁场和信标的定位方法也处于开发，研究和测试阶段。在常规定义下的室内环境实时定位系统的架构图如图1所示。

图1室内环境实时定位系统的架构图在传统含义下

从五个方面：准确性开元ky888棋牌官方版，渗透率，反干扰，布局复杂性和投资成本，包括三种主流室内定位技术，包括Wi-Fi，蓝牙和传感器（请参阅表1）。

表1 3主流室内定位技术的比较表

1.1.1 Wi-Fi室内定位技术

基于Wi-Fi的室内定位技术用于通过Wi-Fi路由器和智能终端设备来感知Wi-Fi信号，并根据Wi-Fi信号场强度确定端子的位置。根据定位方法，它可以分为两种类型：网络室内定位和终端室内定位。表2显示了网络室内定位和末端室内定位技术的比较。

表2网络室内定位和终端室内定位技术的比较表

Wi-Fi定位可以在广泛的应用领域中实现复杂的大规模定位，监视和跟踪任务，并且具有较高的总体精度。 Wi-Fi路由器和移动终端的受欢迎程度使定位系统能够与其他客户共享网络，而硬件成本低，Wi-Fi定位系统可以减少射频（RF）干扰的可能性。

1.1.2蓝牙室内定位技术

蓝牙室内技术使用几个蓝牙LAN接入点在室内安装了基于多个用户的基本网络链接模式，并确保蓝牙LAN接入点始终是此Micronet（piconet）的主要设备，然后，然后，通过测量信号强度，新添加的盲点是三角测量的。该技术的最大优点是该设备的尺寸较小，距离短，功耗低，并且易于集成到移动设备（例如手机）中。只要设备打开，就可以将其定位。蓝牙传输不受视线的影响，而是对于复杂的空间环境，蓝牙系统的稳定性略差，并且受到噪声信号的极大打扰。

1.1.3传感器室内定位技术

基于计算机视觉，图像，磁场和信标的定位方法在室内定位中也起着不可估量的作用，但目前处于开发和测试阶段，需要改进技术。其中，可见的光通信定位技术已成为最初的技术成就。该技术将需要传输到调制信号的信息通过脉冲宽度调制将其连接到LED灯的驾驶电流上，并将其用作室内无处不在的光源作为发射载体。当用户进入灯的照明区域时，硬件智能手机收到的任何人都不会增加并识别光学信号并解析灯发送的唯一身份信息。使用获得的身份识别信息确定地图数据库中的相应位置信息以完成定位。

1.2室内定位地图数据生产

基于室内定位的应用程序具有对网络和移动平台的地图数据依赖性。目前用于室内定位的地图包括三种形式：二维地图，三维地图和室内全景，其生产方法与常规的室外地图不同。此外，用于室内应用程序的导航图数据还具有某些特殊功能。

1）二维图

由于其相对简单的生产，低成本以及移动设备终端所占据的较小的操作效率和空间，二维图仍然是室内定位地图的主流表达。室内CAD平面数据和相应的属性信息用作原始数据源，执行GIS处理并使用地图符号。注册后，生成带有带有室外地图的统一坐标系的室内二维地图数据，并执行在线发布或离线数据。地图必须满足网络和移动终端的集成呼叫条件，以满足节省地图生产成本和系统开发成本的原则。

2）三维图

目前，室内地图中的三维图主要来自两种方式：人工简单建模和激光扫描建模。人造简单建模基于建筑平面的CAD数据，该数据的成本低，效率很高，但无法接近实际效果。 3D激光扫描建模迅速通过三维激光扫描仪和智能3D传感器捕获室内物体和室内环境的三维信息，并生成高精度和高密度的三维模型真正在现实世界中显示出物理信息，但是此方法的成本很高，并且具有大量数据，同时带来了巨大的处理工作量。考虑到移动应用程序效果中室内地图之间存在三维模型，目前尚无针对跳跃和滞后等显示问题的好解决方案。

3）室内全景引擎

室内全景数据是一种专门设计用于室内地图显示的新地图样式。它以3600个无缝的宽角度显示室内全景视图，实现了虚拟现实场景的自由化，并为用户提供了更现实的场景体验。这些数据主要由Baidu和Tencent等大型公司生产，并通过SDK连接，以实现增强现实技术在室内地图领域的应用。

4）导航数据

由于室内位置的特殊性，无法以室外导航路网络的形式实现导航数据的生产。取而代之的是，有必要构建一个室内导航数据模型，以满足室内导航和位置服务的需求，并支持路径计划，地图显示和路线指导以及其他功能，例如兴趣点查询。

1.3室内路线规划和导航

室内路线规划和导航在室内地图的应用中具有重要意义。实时导航主要使用各种内置传感器，例如手机中的陀螺仪。可以通过惯性导航算法检测到用户的移动状态，例如用户是否仍在，驾驶，步行和用户的方向，该方向针对用户的不同移动状态。处理位置结果是通过Wi-Fi网络环境处理，通过特定算法完成的，实时路径导航和路线校正完成的位置结果，该算法将进一步补充为基于室内地图的路径计划，以增强用户的用户。实时体验。

1.4室内定位申请开发

考虑到目前尚无室内定位技术和室内地图生产的共同标准，许多室内定位应用程序采用了独立的研发形式来执行室内地图的生产和应用显示。该方法旨在满足个人需求并具有灵活的功能。从数据生产，路径计划到实时导航，都需要自我研究和开发算法。它几乎不依赖第三方，并且可以安全且排他性。但是，很难开发并涉及大量算法的研发周期。长期以来，人员投入了更多的精力。

此外，地理信息行业的公司逐渐意识到了室内定位应用的重要性，并进行了研究和实验室内和室外定位技术。目前，常规的GIS公司和一些代表性的新兴公司在室内定位应用中提供室内地图界面和更完整的功能。它提供的开发平台可以实现功能要求，例如室内地图数据生产和访问，路径计划和实时导航。从数据生产到开发，开发周期，更强的多功能性和方便的技术支持，此方法更容易实施。但是，由于界面能力的不确定性和数据生产的排他性，第三方开发结果的性能和稳定性是通过第三方开发结果实现的。数据安全性和排他性很容易受到其限制。为了比较主要室内定位技术研究公司的应用程序开发状况，请参见表3。

表3主要室内定位技术研究公司的应用程序开发状态的比较

2室内定位申请前景

2.1主流应用方案

室内定位的主流应用方案主要分为两类：消费者级服务和专业服务。前者主要包括购物购物中心的购物指南，搜索停车场，家庭防御，LBS约会，展览馆中的自助服务导游等；后者包括流量监控和分析，智能仓储和物流，人事资产管理，紧急救援和应急响应等。随着技术变得越来越完美，室内定位技术将在日常消费，展览馆导航和其他其他方面发挥重要作用生命领域开yunapp体育官网入口下载手机版，聪明的风景景点，智能社区以及其他行业应用领域以及地下走廊公共安全区（例如地铁）。

2.2创新应用方向

通过逐渐构建室内定位技术演示区和技术的持续扩展，室内定位与数据仓库和数据挖掘技术相结合将进一步实现基于位置数据方向的计划和分析功能，并建立更深的智能位置平台。

1）基于Beidou的室内和室外定位的集成无缝转换

通过室内和室外定位的集成无缝转换过渡技术，建立了基于Beidou的无缝室内和室外定位和位置服务平台，以完全实现在不同地方的定位模式，提高平台定位精度，同时扩大位置宽度，从而扩大位置宽度，从而提高定位模式实现定位。在高精度定位以及连续和无缝定位中服务应用的双向扩展。

2）多源异质数据融合和更新技术

目前，室内定位应用程序已实现了对二维和三维地图数据，全景数据和导航数据的访问，并且与倾斜摄影数据有关的应用程序也正在研究中。随着数据内容的丰富，多源异质数据融合和更新以实现室内图的坐标系的相互转换，室内定位数据和室外数据的组合和表达一致性，以及不同数据之间的无缝切换将会成为下一个。一步研究热门话题。

3）室内数据仓库和采矿

室内定位系统的构建不仅用于定位。只有将位置信息与多个数据相结合，才能有效地探索室内定位技术的巨大价值。通过更高的精度和更大的大数据分析，用户的位置和行为以及行为背后的兴趣和偏好紧密相关，为分析多个位置趋势的科学依据，并将成为室内定位的最终目标驱动的目标。因此，室内定位数据的采矿和分析具有巨大的商业价值和应用前景。

3结论

尽管LBS作为“最后一个仪表”的室内定位引起了很多关注，但仍有无可争辩的事实，即该技术还不够成熟，并且室内定位系统仍然没有形成一个强大的组织来制定统一的技术规格。常见的地图标准，数据格式和生产工具以及当前的技术手段是根据每个企业定义的私人协议和解决方案开发的。所有室内定位制造商都是基于通过数据生产或通过众包占用该计划的态度。该模式通过数据生产合作伙伴实现数据收集和共享，或快速建立室内地图数据。随着市场的标准化和规模，各种室内定位产品将共同发光，促进室内定位技术和应用的快速发展，并共同促进了连续应用探索中与室内定位技术相关的标准的统一。