室内位置服务解决方案.docx

1、室内位置服务解决方案室内位置服务解决方案篇一：服务机器人的室内定位技术 服务机器人的室内定位技术 我们经常会在路上听到或看到有关导航和定位的信息，但什么是“室内定位”呢?在一些GPS无法工作的环境(如建筑物内部)中，你将用什么工具来寻找路线呢?如果遭受灾难袭击或者被困在某处时，救援人员如何发现你呢?家用机器人室内如何导航呢？ 新的技术为室内定位提供可能 5年或者10年以前，业界就已经意识到GPS存在缺陷，例如它无法在室内正常工作(在这种环境中，GPS定位很慢甚至不可能，而且不够准确)。E911政策要求移动运营商定位用户手机必须达到一定的精度。这些运营商是第一个遇到这些问题的人。 GPS逐渐演化

2、为辅助全球定位系统(A-GPS)，它使用设备的GPS芯片和移动电话网络(cellular network)来实现定位。然而，由于运营商的网络费用问题，A-GPS还没有被商业LBS服务所使用。因此，Wi-Fi地理定位就成了一项替代技术。在存在Wi-Fi 接入点的地方，Wi-Fi的定位精度可达20米。正如我们在“签到(check-in)”中看到的一样，Wi-Fi还无法准确地显示用户签到地点的准确位置。蓝牙则是一种微观层次上的技术，许多建筑物内都正在使用这项技术，因此具有蓝牙功能的手机可以利用这一服务。“全球定位系统 Wi-Fi 蓝牙射频识别技术”串起了定位技术发展的主线，设备需要尽量接近于Wi-F

3、i接入点或者蓝牙节点，设备中的传感器、陀螺仪、罗盘、加速计等都可以为导航和追踪提供“辅助”数据。 国际室内定位技术的发展 Skyhook 和Navizon都是Wi-Fi定位的领军企业。接下来，他们正在准备融入更为广阔的定位技术和服务，即不断地与GPS芯片制造商或者原始设备制造商(OEM)进行合作，例如苹果公司(Skyhook已嵌入到iPhone中)。移动运营商也已经意识到Wi-Fi定位将极大地缩短首次定位时间(TTFF)，仅使用GPS的话，首次定位时间可能会大于1分钟;使用A-GPS，首次定位时间可缩短到12秒;如果使用Wi-Fi，这一时间仅为2秒。因此，对于iPhone手机用户而言，70%的

4、定位服务都是通过Wi-Fi定位来实现的，而并非GPS。 Rosum公司是由一些GPS架构师创办的，他们深知GPS无法在室内正常工作，因此希望找到一种替代方案。该方案利用数字式电视基站技术实现定位，通过为电视信号嵌入时间码，从而获取用户的位置信息。在过去的几年里，Rosum公司一直在致力于生产一种小到可以嵌入设备的芯片。该芯片对于手机而言还是显得有些大，不过将其电视芯片嵌入笔记本电脑中已经不成问题。 室内定位技术的应用前景 首先是公共安全和应急响应。在紧急情况下，每一个人都想被救援人员精确定位到，大到建筑物的位置，甚至是楼层或者房间号。 其次，可以应用于手机购物、移动电子商务、个性化广告/优惠信

5、息等。用户会希望能够直接获取商店或者所需产品的位置，而不用耗费大量时间苦苦寻找。签到功能将有助于店家了解用户是在其店内，还是在两个街区以外的家中。 我们有必要讨论一下这种室内定位服务的演变。如果我们能够确定你的位置又会怎样呢?我们可以卖给你产品。而用户需要的是一种基于他们各种生活习惯的智能信息解决方案。就像一个虚拟私人助理一样，能够帮助他们完成各种繁杂、耗时的任务。这些解决方案和应用将是基于位置服务行业未来的发展方向，并将统领整个市场。 有许多公司已经开始从事室内地图、建筑物内部路线和方位的研究了。此外，人们希望利用这些室内导航应用程序来快速寻找商场或者机场里的店铺、产品或者服务，就像在室外查

6、找感兴趣点(POI)一样。他们同样希望获取到商场或者机场中某类店铺的感兴趣点。不久之前，我们还是只能获取室外的感兴趣点，不过现在用户已经可以获取商场内的感兴趣点了。商场内的增强现实可以应用于游戏或者优惠信息的展示(用户在手机屏幕上点击某个店铺就可以弹出该店铺的折扣信息)。 缺乏通用技术 现在，已有大量技术应用于室外和室内定位，如GPS、射频识别、Wi-Fi等。然而，这些技术都必须通过各自的协议使用自带的应用程序接口。这可能会严重阻碍异构方案的发展。不过，使用标准协议的异构定位解决方案也是存在的，它们使用隐藏底层定位技术的实时传输协议(RTP)和实时传输控制协议(PTCP)，可以实现方案间的无缝

7、切换。使用主动射频识别实时定位系统(RTLS)并结合GPS技术的商业系统已经存在。 对于室内室外追踪而言，还没有一个通用的技术;需要通过技术的融合来解决这种典型的应用案例。利用强大的中间件和应用软件，集成两种互补追踪技术的解决方案也是存在的。它能够提供更为完整的异构解决方案，以及更高的整体定位系统覆盖范围和可用性。 这些解决方案通过Wi-Fi链接(定位接入点网的一部分)传输GPS、射频识别实时定位系统和遥测的数据。对于没Wi-Fi覆盖的地方，系统利用窄带调制解调器或者ISO 24730射频识别实时定位系统来向服务器交互信息。在干扰严重的环境中，这种设计可为终端运营商提供最佳的无线电频率(RF)

8、，从而增强了解决方案的灵活性。 篇二：机器人室内定位解决方案 通过在室内或者室外布设一定数量的UWB定位基站，机器人携带定位标签，最终实现机器人的精准定位导航。 UWB室内定位技术,可以提供最优达2厘米级、一般情况下10厘米以下定位精度， 系统定位微基站支持多定位单元扩展，定位微标签支持刷 新率在线调整功能。系统基于先进的基于无线超窄脉冲波的无线定位原理，抗干扰能力强，系统性能稳定可靠，架设简单，维护方便，适合工业应用。 1：无线超窄脉冲定位技术特点 传统的无线定位系统使用WiFi、蓝牙及Zigbee等技术，基于接收信号强度法（RSSI）来对标签位置进行粗略估计，定位精度低，且容易受到干扰，定

9、位稳定性难以适应室内应用的要求。UWB基于超窄脉冲技术的无线定位技术，从根本上解决了这一问题。 无线超窄脉冲电磁波，使用脉冲宽度为ns级的无线脉冲信号作为定位载波，是无线定位领域的定位精度最高，性能最为稳定的技术。在频域上，由于其占用的频带较宽（也被称为超宽带技术，UWB技术），且无线功率密度较低，对于其他的无线设备来说相当于噪声信号，不会对其造成干扰，也加强了自身的抗干扰性。无线定位系统基于超窄脉冲技术，成为国内领先的高精度无线定位产品。 2：定位原理 无线定位系统使用先进的超窄脉冲精确测量飞行时间技术，实现了底层的精确测距/计时；结合位置解算算法，实现了上层的精确定位。其基本原理如下图所示

10、。 基站位置为已知,标签发出无线脉冲,到达每个基站的时间再乘以光速,从而得到标签到每个基站的距离,再通过算法最终就可以得到标签的位置. 3：定位系统构成 无线定位系统的系统架构如下图所示。系统主要包括定位基站、定位标签、定位解算服务器、定位解算引擎及POE交换机、网线等网络设备构成。 4：基站布置方法 根据实际需要,可以实现三维定位,二维定位,一维定位和存在性检测,基站根据需要一般布设为正方形,每隔50-200米之间布设一个,原则就是保证需要定位的对象在同一时间发出的脉冲能够被任意三个基站接收到,从而才能确定定位标签的位置. 另外不能让基站和标签之间有物体遮挡, 避免标签发出的信号不能被基 站

11、接收到. 产品技术参数 产品内核：STM32F4或者STM32F105 可视化平台： windows三维； Linux ROS 二维 PCB规格：基站 25平方厘米左右；标签4平方厘米左右 精度（实测）：复杂环境静态1厘米 动态8厘米；空旷环境：静态 1厘米 动态2厘米 刷新速率： 定制（标准版为大于50Hz） 数据接口: 开放的API， 提供RTS三维数据 距离：视距范围100米*100米 通讯协议： 传输速率：最高/s 天线名称：贴片式UWB55 其他特点: A.有效减少多径效应带来的衰减 B.机器学习算法 C.非链式动态分布式计算 方*案*由*华*星*北*斗*智*控*提*供 篇三：基于位

12、置的常用定位方法汇总 一、 卫星定位 卫星定位系统就是使用卫星对某物进行准确定位的技术。可以保证在任意时刻，地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星，以便实现导航、定位、授时等功能。可以用来引导飞机、船舶、车辆、以及个人，安全、准确地沿着选定的路线，准时到达目的地，还可以应用到手机等追寻。 卫星定位目前精度在10米左右，当前可视卫星数量将影响定位精度，可见卫星数量越多，精度越高，实际测试中在正午定位精度较高，傍晚较低。 优点：定位精度高； 缺点：室内商城、楼宇信号盲区无法定位。 目前卫星定位有四大定位系统，分别是： 美国GPS卫星导航系统 数量：由24颗卫星组成； 轨道：高度约20200公里，分

13、布在6条交点互隔60度的轨道面上； 精度：约为10米； 用途：军民两用； 进展：1993年全部建成，正在实验第二代卫星系统，计划发射20颗卫星，定位精度将达1毫米。 欧洲“伽利略”卫星导航系统 数量：30颗中高度圆轨道卫星组成，27颗为工作卫星，3颗为候补； 轨道：高度为24126公里，位于3个倾角为56度的轨道平面内； 精度：最高精度小于1米； 用途：主要为民用； 进展：XX年12月28日首颗实验卫星已成功发射，预计XX年前可开通定位服务。 俄罗斯GLONASS卫星导航系统 数量：24颗卫星组成； 精度：10米左右； 用途：军民两用； 进展：XX年已有17颗卫星在轨运行，计划XX年全部部署到

14、位。 中国“北斗”卫星导航系统 数量：16颗卫星组成； 用途：军民两用； 进展： 进展：XX年12月27日，北斗卫星导航系统正式运行。 北斗定位系统原理35颗卫星在离地面2万多千米的高空上，以固定的周期环绕地球运行，使得在任意时刻，在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。 由于卫星的位置精确可知，在接收机对卫星观测中，我们可得到卫星到接收机的距离，利用三维坐标中的距离公式，利用3颗卫星，就可以组成3个方程式，解出观测点的位置（X,Y,Z）。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差，实际上有4个未知数，X、Y、Z和钟差，因而需要引入第4颗卫星，形成4个方程式进行求解，从而得到观测点的经纬

15、度和高程。 事实上，接收机往往可以锁住4颗以上的卫星，这时，接收机可按卫星的星座分布分成若干组，每组4颗，然后通过算法挑选出误差最小的一组用作定位，从而提高精度。 卫星定位实施的是“到达时间差”（时延）的概念：利用每一颗卫星的精确位置和连续发送的星上原子钟生成的导航信息获得从卫星至接收机的到达时间差。 卫星在空中连续发送带有时间和位置信息的无线电信号，供接收机接收。由于传输的距离因素，接收机接收到信号的时刻要比卫星发送信号的时刻延迟，通常称之为时延，因此，也可以通过时延来确定距离。卫星和接收机同时产生同样的伪随机码，一旦两个码实现时间同步，接收机便能测定时延；将时延乘上光速，便能得到距离。 每颗卫星上的计算机和导航信息发生器非常精确地了解其轨道位置和系统时间，而全球监测站网保持连续跟踪。 二、 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（LBSLocation Bas