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从“米”到“厘米”,蓝牙寻向功能让室内定位更加精准

2019年3月1日 08:39  CCTIME飞象网  作 者:魏德龄

飞象网讯(魏德龄/文)“喂,4单元是第几个门?你是在4层还是12层?你开下门吧,不知你是哪户?”经常订外卖的人一定经常会为送餐员做语音室内导航。外出参加会议时,问酒店大堂XX厅在哪里也是一项必备技能。原因则在于,目前的导航应用实际上由于少了室内定位功能,在用户到达目的地前就终止了。

上月底,蓝牙寻向功能发布,让已有的蓝牙室内定位将会变得更加精准,上述的烦恼在未来将真的不再是烦恼。

 

蓝牙除了连接,还能定位

谈到蓝牙,很多人第一认识无疑是已经在消费者身边普及的无线耳机、可穿戴设备、智能家居间的连接方式。蓝牙已经成为了几乎所有设备的标配,应用的设备小到手机、平板电脑,再到互联设备、再到汽车,并在智能楼宇、智能家居、智能工业、智慧城市中也正在得到广泛的应用。据数据统计显示,蓝牙设备的出货量在2018年预计达到了40亿,到2022年年出货量将达到52亿。

实际上,除了消费者经常使用的蓝牙点对点连接外,蓝牙的主要拓扑结构还包括广播与mesh。被大众较为熟知的点对点连接主要应用在音频传输与数据传输上,例如无线耳机、车载信息娱乐系统、体育和健身装置等。mesh主要应用于设备网络中,日常生活中的智能家居领域目前就正在选用蓝牙mesh作为智能家居解决方案协议。

利用广播拓扑结构则可以实现位置,比如地标信息、导航、物品及资产追踪等。利用广播数据和机制扩展可以实现目前GPS定位无法实现的室内定位功能,弥补导航应用中缺失的一环。蓝牙技术联盟亚太区开发者关系经理任凯表示:目前的导航软件都将到达建筑物楼下作为结束,不能将用户带到他最终的室内目的地,未来通过蓝牙将可以解决导航的最后一步,将用户引导至他需要去的楼层与房间。

 

米级室内定位早已来到身边

据任凯目前蓝牙的位置服务功能未来将会快速发展,来自ABI Research的预计,蓝牙位置服务产品的出货量将在2022年超过4亿,接近2018年的5倍。目前在国内,像西单大悦城、上海宜家都通过蓝牙Beacon的方式实现室内定位功能,用户使用微信摇一摇、App等方式,设备通过蓝牙链路就能为用户单向推送提示信息。

当前的蓝牙位置服务主要基于RSSI机制,即Radio Signal Strength Indication。蓝牙接收机通过侦测周围蓝牙发射器的强度,通过三边测量的算法,来给出一个大致的定位范围。原理上与手机暂未标配GPS时代,地图软件通过基站来给出定位范围的原理类似。

根据信号强度计算物品距离

基于位置的蓝牙服务解决方案通常分为两类:接近类解决方案和定位系统。接近类解决方案可以使用蓝牙标签来周期性广播自身的存在,定位设备通过识别已知标签来通过信号强度来估算距离,从而实现物品的追踪。例如如果用户给钱包贴上这样一个标签,找不到钱包的时候,通过手机就能获知钱包所放置的大致范围;在定位系统解决方案中,定位器需要扩展至三个及以上,定位设备就能实现上述的三边测量算法,精度可达到“米级”,从而实现定位。

 

厘米级“寻向功能”让定位更精准

上月底,蓝牙联盟正式发布了全新“寻向功能”,这一全新功能可帮助设备明确蓝牙信号的方向,进而帮助开发解读设备方向的蓝牙接近(proximity)解决方案,实现厘米级位置精度的蓝牙定位系统。

从精确级别不难看出,相比于已有的蓝牙定位功能所给出较大范围的位置信息来说,新的“寻向功能”则可以给出更为精确的位置。用户在使用寻向功能时,可以获得目标的方向信息,方便用户更好的来找到物品。

例如,以往用户只能获知钱包在房间中,但采用寻向功能的话,就能获知钱包在房间中的哪个方位。

蓝牙寻向功能主要采取了两种方法来实现,其一为到达角方法,可用于室内的实时定位、物品追踪和地标信息,需要标签的物品可以采用RTLS解决方案,通过低功耗发射器通过单一天线发送特殊的数据封包。周围的低功耗接收器拥有阵列排布的多个天线,由于天线到发射器的距离不同,因而天线会发现所接收到的信号相位差,最终通过数据计算得出信号的相对方位。

另一种为出发角方法,可用于室内定位系统,例如IPS解决方案中的智能手机就可以通过低功耗接收器来接收信号,配合周围的具有IPS解决方案的定位Beacon,通过低功耗发射器以陈列排布的有源天线之间切换时,发送特殊的数据封包。智能手机端的接收器再接收到信号中获取的IQ样本,了解发射器内的天线排布,最后通过数据计算得出信号的相对方向。

此外,这两种方法同样延续了蓝牙一贯的低功耗特点,任凯介绍称,由于是通过天线的这种切换,包括天线之间的距离,来计算出到达角或出发角的角度,所以对功耗并没有影响。

显然,蓝牙寻向功能正在试图进一步解决室内定位的痛点,完成用户导航出行的最后几十米。未来,不用再问服务人员,不用再打电话,蓝牙就能领你到要去的房间、餐厅、商铺。不用再问老婆,也能帮你找到忘记落在哪里的钥匙、钱包、驾驶本。

编 辑:值班记者
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