室内定位算法_室内外定位技术的几种常用的技术与算法你都知道吗?
GPS和基站定位技术基本满足了用户在室外场景中对位置服务的需求。然而,人的一生当中有80%的时间是在室内度过的,个人用户、服务机器人、新型物联网设备等大量的定位需求也发生在室内;而室内场景受到建筑物的遮挡,GNSS信号快速衰减,甚至完全拒止,无法满足室内场景中导航定位的需要。近年来,位置服务的相关技术和产业正从室外向室内发展,以提供无所不在的基于位置的服务,其主要推动力是室内位置服务所能带来的巨大的应用和商业潜能......
早在15世纪,当人类开始探索海洋的时候,定位技术也随之催生。当时的定位方法十分粗糙,就是是运用航海图和星象图以确定自己的位置。
随着社会的进步和科技的发展,定位技术在技术手段、定位精度、可用性等方面均取得质的飞跃,并且逐步从航海、航天、航空、测绘、军事、自然灾害预防等“高大上”的领域逐步渗透社会生活的方方面面,成为人们日常中不可或缺的重要应用——比如人员搜寻、位置查找、交通管理、车辆导航与路线规划等等……
进入复杂的室内环境时,在室外能够实时定位GPS技术却无法在室内环境中正常定位。于是,室内位置导航技术的出现,弥补了GPS等技术在室内定位方面的不足之处。近年来,随着室内定位导航技术的应用需求在逐步增多,市面上出现了众多解决方案。
总体来说,定位可以按照使用场景的不同划分为室外定位和室内定位两大类,因为场景不同,需求也就不同,所以分别采用的定位技术也不尽相同。
成熟的室外定位技术
目前应用于室外定位的主流技术主要有卫星定位和基站定位两种。
1、卫星定位
卫星定位即是通过接收卫星提供的经纬度坐标信号来进行定位,卫星定位系统主要有:美国全球定位系(GPS)、俄罗斯格洛纳斯(GLONASS)、欧洲伽利略(GALILEO)系统、中国北斗卫星导航系统,其中GPS系统是现阶段应用最为广泛、技术最为成熟的卫星定位技术。
GPS全球卫星定位系统由三部分组成:空间部分、地面控制部分、用户设备部分。
卫星定位虽然精度高、覆盖广,但其成本昂贵、功耗大,并不适合于所有用户。
2、基站定位
基站定位一般应用于手机用户,手机基站定位服务又叫做移动位置服务(LBS,Location Based Service),它是通过电信移动运营商的网络(如GSM网)获取移动终端用户的位置信息。
手机等移动设备在插入sim卡开机以后,会主动搜索周围的基站信息,与基站建立联系,而且在可以搜索到信号的区域,手机能搜索到的基站不止一个,只不过远近程度不同,再进行通信时会选取距离最近、信号最强的基站作为通信基站。
接下来,便总结一下主流的三种室内无线定位算法技术:
1、近邻法:最简单的方法是直接选择信号强度最大的AP的位置,定位结果是热点位置数据库中存储的当前连接的Beacon热点的位置。
2、三角测量法:通过信号的各种参数获得目标和AP之间的距离或角度,并用几何方法计算位置。包括到达时间方法、相对到达时间方法、到达角度方法、基于信号强度的距离测量方法和混合算法。
3、指纹法:通过对各位置的信号特征(各Beacon的信号强度)进行提前测量并存储在指纹数据库中。定位时,通过将当前信号特征与指纹库的特征相匹配来确定位置。
事实上,无论是室外位置还是室内位置,定位的基本原理都是相似的。在信号传输中测量你的位置。在时间、角度、衰减或其他方面的差异会因其他技术而导致不同的精度。从技术成熟和大规模应用的现实角度来看,目前iBeacon蓝牙定位技术正在成为主流,是未来最有发展潜力的室内定位技术手段之一。
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