如今谈到定位大家都不陌生，尤其是基于GNSS卫星定位已无处不在，但卫星定位有其关键弊端：就是信号无法穿透建筑物实现室内定位。然而，随着室内定位市场需求驱动和无线通信技术、传感器识别技术及大数据互联技术等的不断发展，此难题也逐渐迎刃而解了，产业链不断丰富和成熟中，大家看看我们自己的商机在哪儿。

图1（室内定位未来商机）

室内定位从用途方向可以划分消费类和工业类。消费类主要实现室内人员引导、消费推送、安全监控、智能家居等商业应用。工业类主要实现消防安全、人员监控、设备引导、财产安全、智能工厂等应用。

图2（各种定位模式）

方案1：蓝牙室内技术是利用在室内安装的若干个蓝牙局域网接入点，把网络维持成基于多用户的基础网络连接模式，并保证蓝牙局域网接入点始终是这个微网的主设备，然后通过测量信号强度对新加入的盲节点进行三角定位。

优势：设备体积小、短距离、低功耗，容易集成在手机等移动设备中；

缺点：蓝牙传输不受视距的影响，但对于复杂的空间环境，蓝牙系统的稳定性稍差，受噪声信号干扰大且在于蓝牙器件和设备的价格比较昂贵；

适用：蓝牙室内定位主要应用于对人的小范围定位，例如单层大厅或商店。

图3（蓝牙室内定位模式）

方案2  Wi-Fi定位技术有两种，一种是通过移动设备和三个无线网络接入点的无线信号强度，通过差分算法，来比较精准地对人和车辆的进行三角定位。另一种是事先记录巨量的确定位置点的信号强度，通过用新加入的设备的信号强度对比拥有巨量数据的数据库，来确定位置。

优势：总精度较高，硬件成本低，传输速率高；可应用于实现复杂的大范围定位、监测和追踪任务。

缺点：传输距离较短，功耗较高，一般是星型拓扑结构。

适用：Wi-Fi定位适用于对人或者车的定位导航，可以于医疗机构、主题公园、工厂、商场等各种需要定位导航的场合。

图4（Wi-Fi室内定位模式）

方案3  射频识别（RFID）室内定位技术利用射频方式，固定天线把无线电信号调成电磁场，附着于物品的标签进过磁场后感应电流生成把数据传送出去，以多对双向通信交换数据以达到识别和三角定位的目的。

优势：射频识别室内定位技术作用距离很近，但它可以在几毫秒内得到厘米级定位精度的信息；标签的体积比较小，造价比较低。

缺点：不具有通信能力，抗干扰能力较差，不便于整合到其他系统之中，且用户的安全隐私保障和国际标准化都不够完善。

适用：射频识别室内定位已经被仓库、工厂、商场广泛使用在货物、商品流转定位上。

图5（RFID室内定位模式）

方案4  ZigBee（基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。）室内定位技术通过若干待测节点和参考节点与网关之间形成组网，网络中的待测节点发出广播信息，并从各相邻的参考节点采集数据，选择信号最强的参考节点的 X 和 Y 坐标。然后，计算与参考节点相关的其他节点的坐标。最后，对定位引擎中的数据进行处理，并考虑距离最近参考节点的偏移值，从而获得待测节点在大型网络中的实际位置。

优势：功耗低、成本较低、延时短、高容量以及高安全，传输距离较长；可支持网状拓扑，树状拓扑和星型拓扑结构，组网灵活，可实现多跳传输。

缺点：传输速率低，定位精度对算法要求较高。

适用：目前zigbee系统定位已广泛应用于室内定位、工业控制、环境监测、智能家居控制等领域。

图6（Zigbee室内定位模式）

方案5  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，并利用三角定位或者“指纹”定位方式来确定位置。

优势：具有GHz量级的带宽，定位精度高；穿透力强，抗多径效果好、安全性高。

缺点：但由于新加入的盲节点也需要主动通信使得功耗较高，同时该系统成本高；

适用：超宽带技术可用于雷达探测，同时应用于各个领域的室内精确定位和导航。

图7（UWB室内定位模式）

方案6  红外线室内定位有两种，第一种是被定位目标使用红外线IR标识作为移动点，发射调制的红外射线，通过安装在室内的光学传感器接收进行定位；第二种是通过多对发射器和接收器织红外线网覆盖待测空间，直接对运动目标进行定位。

优势：较高的室内定位精度，抗干扰能力强；

缺点：红外线只能视线传播，穿透性能极差，当标识被遮挡时就无法正常工作，也极易受灯光、烟雾等环境因素影响明显；

传输距离不长，使其在布局上，无论哪种方式，都需要在每个遮挡背后、甚至转角都安装接收端，布局复杂，成本较高。

适用：适用于实验室对简单物体的轨迹精确定位记录以及室内自走机器人的位置定位。

图8（红外室内定位模式）

方案7  超声波定位技术是基于超声波测距系统而开发，由若干个应答器和主测距器组成：主测距器放置在被测物体上，向位置固定的应答器发射同无线电信号，应答器在收到信号后向主测距器发射超声波信号，利用反射式测距法和三角定位等算法确定物体的位置。

优势：定位整体精度很高，达到了厘米级；结构相对简单，有一定的穿透性而且超声波本身具有很强的抗干扰能力。

缺点：空气中的衰减较大，不适用于大型场合；反射测距时受多径效应和非视距传播影响很大，造成需要精确分析计算的底层硬件设施投资，成本太高。

适用：超声波定位技术在数码笔上已经被广泛利用，而海上探矿也用到了此类技术，室内定位技术还主要用于无人车间的物物定位。

图9（超声波室内定位模式）

方案8  计算机视觉定位，是指在被定位物体上设置一定数量的特征点，根据这些特征点在图像中的位置和其在物理坐标系中实际位置的对应性，按照某种约束求取物体坐标系与摄像机坐标系间的旋转矩阵和偏移向量，目前主要有单目定位和多目定位两种。

计算机视觉定位目前在智能机器人、智能人机交互、视觉交通监管（电子警察）等方面有广泛的应用。

图10（视觉室内定位模式）

方案9  磁场定位技术：是利用钢筋混泥土结构中，钢铁等磁场物质会在局部范围内引起地磁异常，这种异常随着位置变化而不同。可以使用这些地磁异常信息作为特征量构建一个地磁特征基准图，通过判断测量点地磁特性与基准地图数据的匹配度来确定测量点位置。

图11（磁场室内定位模式）

方案10  惯导定位技术是在微型惯性测量组合的载体内部测量载体运动的加速度、角加速度，经由积分运算得载体的速度和位置信息即载体的导航信息。

图12（惯导室内定位模式）

方案11  iBeacon是一种新型基于蓝牙4.0的精准室内微定位技术，目前iOS、Android、Windows和黑莓系统设备，均具备了蓝牙低能耗技术（BLE）。当你的手持设备靠近一个iBeacon基站时，设备就能够感应到iBeacon信号（UUID和RSSI），范围可以从几毫米到50米，通过加权三环定位算法即可得到精确的位置，常规可达到2m的精度。

图13（iBeacon室内定位模式）

以上是成型的主流的室内定位方案，每种定位模式均有其优势和劣势，随着室内定位和科技的发展，未来必定是多模式融合定位的结果，同时更大的难题是室内外无缝切换定位解决方案。

图14（多模式融合室内外定位）

小编寄语=￣ω￣=

如果您有好的想法欢迎来投稿~

gnss2015@sina.com

圈尽导航天下事

圈不住你我的梦想

长按识别下方二维码，关注我们！

微信号