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攻克导航的最后盲区,精准室内定位越行越近

2020年5月7日 07:51  CCTIME飞象网  作 者:魏德龄

飞象网讯(魏德龄/文)如今出门在外,很多人已经习惯了导航,然而目前的导航实际上并没有给很多人引导至目的地,原因是目标地点还只是一个户外地点,人们真正的目的地往往却是室内的某个地点,比如是一家专卖店、某户人家,但这却是目前导航所无法实现的最后盲区,原因就在于还无法帮助用户实现精准的室内定位。不过,对于实现室内导航的日子恐怕已经不远了。

 

5G时代全新的基站定位

以往谈到基站定位往往都是2G时代一些导航软件中所利用的在三个基站中划定大致中心圆范围的定位,那时的多数手机还没有标配GPS,也仅有像采用Symbian OS的机型才能安装Google Maps这样的应用。实际的意义只是给用户一个位置参考,连在室外都不具备精确定位的能力。

然而,当5G R16规范将在2020年6月完成,R17规范预计将会在2021年12月完成,基站定位的功能可谓能够实现“野鸡变凤凰”或“鸟枪换炮”般的升级。5G R16规范下的基站定位在原理上就发生了变化,改为采用到达角、出发角的原理,实际定位中只需要将一个基站发射的信号传输给手机,手机马上将信号回传,从往返时间计算出基站到手机的距离,然后通过到达角和出发角定位,定位手机用户所处的位置。

由于5G基站将会在覆盖密度上明显高于4G,其中尤其是在室内环境下,需要大量的小站来实现覆盖。这也就意味着,通过5G基站可以很好的满足室内定位的需求。

据悉,5G R16将可初步满足80%的时间能实现室内3米和室外10米的定位精度要求。而5G R17将在LTE和5G NR Rel-16基础上继续演进,根据在TS 22.261中定义的5G定位要求,5G R17将可实现亚米级精度,达到满足0.3米以内的绝对精度要求。

 

从“米”到“厘米”的蓝牙寻向

相比于下月才能迎来的5G R16及其在定位技术上演进,利用蓝牙技术进行的室内定位也一直在逐步发展。此前在国内的西单大悦城、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。不过,这一室内定诶的原理其实与此前的基站定位有些类似,同样是通过三边测量的算法,来给出一个大致的定位范围。

2019年2月,蓝牙联盟发布寻向功能,定位精度也之前的米级达到了厘米级。定位原理上也采用了精度更高的到达角与出发角的方法。其中到达角方法,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;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。

据悉,目前全球主要的芯片厂商已经开始对寻向功能进行研发,下一步将会把解决方案应用于市场之中。苹果的iOS、Google的Android平台也已经利用蓝牙寻向功能推出了一些导航功能。

 

室内定位除了逛商城还能做什么

值得注意的是,不同的室内定位技术间其实并不矛盾。此前蓝牙技术联盟高级战略规划总监夏斌就曾表示蓝牙与5G彼此之间将是一种协同互补的关系,而每种技术都将在5G网络中有一席之地。蓝牙设备的密度会比5G站点更加密集,可以收集到更多的数据,最终汇总于5G基站中。高通中国区研发负责人徐晧博士也曾表示,各种各样不同的定位方式是一种互相补充的关系,不同定位技术可以同时使用。这也就意味着,这两种室内定位技术未来有望实现互相利用,双管齐下来实现室内定位功能。

实际上,一旦能够实现精准的室内定位,除了文章开头提到的能让找到大型商场中的商铺,或过年走亲访友串门更方便外,还具备着更广阔的应用领域。

精准定位功能将能够助力智能工厂的打造,定位是与时间敏感网络、超可靠低时延通信并列的支持工业物联网的重要技术,5G R17的亚米级的精度就可以支持精准工业制造、工业厂房设计开拓更多全新应用场景。

在智能工厂的机械臂操作中,可以精确的对物品进行定位,在配合低时延的特性来完成抓取。另外,运输物品的机器人,也可以根据室内导航功能,再配合视觉识别等技术在工厂中进行更顺畅的穿梭。

如果在一座库房中,物品本身内置有标签,系统还可以通过标签反馈的位置信息,来了解货品所在的位置,进而完成资产的追踪。就像现在如果消费者刚刚从宜家的展示区来到提货区,只能通过肉眼来找寻货品所在的位置,而一旦采用了室内定位功能,就能根据导航来找到家居所在的货架,效率将大幅提升。

编 辑:值班记者
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