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室内精确定位的方式有哪些?

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室内精确定位的方式有哪些?


室内定位方式有多种,精确的定义依据不同需求而不同,或许不是精度越高越好,因为精度越高,对应的成本造价一般越高!

建议你可以先了解下室内定位的几种方式:
第一代:存在性、识别性技术,也可以称为早期零维定位。
主要采用无源RFID技术,如UHF超高频,好处是标签(终端)不需供电,成本低廉,可不需考虑回收流程,弊端是,识别距离最远也就10米左右,通常1~2米,且靠近金属及液体,识别距离要再打骨折。
第二代:粗略性范围识别,可携带传感信息。
主要采用有源技术,包括WIFI、BLE、Zigbee、Sub1G、Lora等等,已经实现初步的位置识别,通过RSSI,三点定位算法等,可达到米级定位精度,且标签(终端)有电池供电,可加入各种互动功能,如按键,屏幕显示,温湿度检测等等。
第三代:精准性定位及测距,主要代表即UWB
主要利用超宽带的技术特点,以超短脉冲信号优化信号干扰,功耗强,冲突大等问题,WEWILLS利用飞行时间算法,精度可达10cm。弊端是目前成本还未足够低,主要还是用在工业领域,如能源建设(电力、水利、火力等)、工业智能制造、公检司法的人员管控、隧道施工(地铁、高速隧道、矿场)等。UWB目前各厂家采用的技术方案都一致,最大的区别将在于流程服务及落地经验。
根据不同的应用场景需求,精度定义会各有不同,比如养老院房间多的场景,需求如果是确定在哪个房间,那就可以用UWB、蓝牙AOA、蓝牙beacon,sub1G,UHF等等方式去实现(当然每个场景的特性差异将决定最终技术选择性),比如需要知道在房间的床上还是书桌旁,还是厕所里,那就基本只能用UWB或者蓝牙AOA了。


蓝牙室内定位,与Wi-Fi定位及UWB定位区别是?


一、Wi-Fi室内定位技术

简单来说,Wi-Fi室内定位技术采用的是三点定位的方式,即通过移动接收设备以及三个Wi-Fi网络接入点的无线信号来确定移动接收设备的位置。由于三个Wi-Fi网络接入点距离移动接收设备的距离有所不同,所以通过一定的算法,就能够十分精确地确定移动接收设备的位置。

WiFi定位

二、蓝牙室内定位技术

蓝牙定位基于RSSI(Received Signal Strength Indication,信号场强指示)定位原理。根据定位端的不同,蓝牙定位方式分为网络侧定位和终端侧定位。

1、网络侧定位系统由蓝牙网关、蓝牙定位标签(蓝牙工卡,蓝牙Beacon,蓝牙手表等蓝牙标签)、终端(手机等带低功耗蓝牙的终端)、无线局域网及后端数据服务器构成。其具体定位过程是:

蓝牙室内定位

在需要定位的区域内部署蓝牙网关,当手持蓝牙终端设备如蓝牙手环的用户进入蓝牙网关的蓝牙信号覆盖范围内,蓝牙网关就能感应到蓝牙手环的广播信号,然后测算出蓝牙手环的RSSI值,通过串口传输给网关内的WiFi模块,蓝牙网关再经过wifi网络传送到后端数据服务器,通过服务器内置的定位算法测算出蓝牙手环的具体位置,后端服务器则可以通过网络把位置信息发给用户。

网络侧室内定位的应用场景

(1)与APP结合,可用于室内定位导航

(2)人员定位跟踪:

(3)与客流分析软件结合,可用于会展客流统计分析

(4)O2O智能考勤和资产定位:与一些智能卡片结合,可用于资产管理和员工管理。

2、终端侧定位系统由终端设备(如嵌入SDK软件包的手机)和beacon组成。其具体定位原理是:

蓝牙终端侧定位方案

在需要定位的区域内部署蓝牙beacon,一般至少需要铺设3个蓝牙beacon信标,定位算法要求至少知道三个点的RSSI值才能准确地计算定位

(1)蓝牙Beacon会每隔100毫秒广播一个数据包到周围;

(2)当人携带终端设备比如智能手机进入蓝牙beacon信号覆盖范围内,智能手机在执行扫描动作时,会间隔地接收到蓝牙Beacon广播出来的数据包

(3)广播包会指示来自于哪一个蓝牙beacon从机的 MAC 地址和当前的接收发送信号强度指示值RSSI。RSSI 值是确定蓝牙主机位置和蓝牙Beacon 之间远近距离的依据。

(4)然后通过手机内置的定位算法,以及和地图引擎数据库的交互,就可以测算出蓝牙主机(智能手机)当前的具体位置。

应用领域:

蓝牙终端侧室内定位一般用于超市室内定位导航和精准位置营销等用户终端,比如一些大型超市的室内定位导航和基于位置的推送商品优惠券等。

三、UWB定位技术

超宽带(UWB)定位技术是一种全新的、与传统通信定位技术有极大差异的新技术。它利用事先布置好的已知位置的锚节点和桥节点,与新加入的盲节点进行通讯,并利用TDOA定位算法,通过测量出不同基站与移动终端的传输时延差来进行定位。

工作原理:

1)每个定位标签以UWB脉冲重复不间断发送数据帧;

2)定位标签发送的UWB脉冲串被定位基站接收;

3)每个定位基站利用高敏度的短脉冲侦测器测量每个定位标签的数据帧到达接收器天线的时间;

4)定位引擎参考标签发送过来的校准数据,确定标签达到不同定位基站之间的时间差,并利用三点定位技术及优化算法来计算标签位置。

5)采用多基站定位多采用TDoA(Time difference of Arrival)算法。

PS:支持0维存在性检测/1维线性/2维/3维平面混合高精度定位算法;


四、定位技术对比

精度:WIFI定位3-15米,蓝牙定位2-3米,UWB定位10-30厘米

功耗:BLE蓝牙技术功耗更低

通过以上的对比,就可以看出基于低功耗蓝牙技术的室内定位更稳定、更安全、性价比更高。基于UWB定位技术的室内定位精度更高,需布设的UWB基站更少。

定位硬件:顾名思义,蓝牙室内定位方案的实现必然是建立在蓝牙室内定位产品的基础上,主要定位硬件包括蓝牙网关、蓝牙Beacon、手环、手表等蓝牙标签以及智能手机、无线局域网及后端数据服务器等。UWB定位硬件产品主要包括定位引擎服务器、智能终端、POE交换机、UWB基站、UWB标签、UWB模块、软件接口等。

应用领域:蓝牙定位主要应用于对人、物定位精度要求一般的室内定位,用于在一定空间范围内获取人或物的大致位置信息;UWB定位则主要应用于室内高精度定位,用于在一定空间范围内获取人或物的精确位置信息。

定位环境搭建:蓝牙定位布局相对简单,只要注意间隔范围就可以了,UWB定位布局相比蓝牙定位要复杂一些,因为涉及到UWB基站的安装。


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