室内定位技术现状

  1. 室内定位各种技术的特点。
  2. 室内定位技术的现状：简单介绍苹果、高德、百度、识途等公司的技术。

室内定位技术简介

室内定位的应用场景，参见室内定位应用场合。

室内地图

要进行室内定位，首先需要有室内地图。

室内定位技术

— 工作原理 应用场合
GPS 接收多个卫星信号计算位置，信号中包含卫星信息和时间戳，根据时间差计算距离。 室外定位跟踪，农业和军事应用
基站定位 接收多个基站信号，信号中包含基站信息，根据信号强度计算距离。 —
Wi-Fi 接收多个Wi-Fi信号，根据强度计算距离。 室内定位
蓝牙 接收低功耗蓝牙beacon发射的信号获取beacon信息，通过信号强度计算距离。 室内定位
RFID — 存货跟踪，厘米级精度定位要求
地磁 在地磁指纹采集的基础上，通过磁感应器和网络请求获取位置信息。 —
NFC — 支付／票务
陀螺 在初始状态已知的情况下，通过积分计算未来状态。 和其它定位方式结合使用，在保证一定精度的基础上，降低功耗。
— GPS 基站定位 Wi-Fi 蓝牙 RFID 地磁 NFC 陀螺
配置密度 全球 200米-2000米 20米-50米 1米-50米 1厘米-100米 全球 — 不限
可接入（1-5） 4 4 3 4 2 2 3 4
精度（1-5） 1(10米) 0.5(100米) 3(3-5米) 4(1-3米) 5(厘米级别) — 5(厘米级别) 0.5(10米／100米)
隐私安全（1-5） 3 3 2 3 4 5 4.5 5
代价（1-5） 5 5 3 4 2 1.5 3 1

参考：Indoor location technologies compared

指纹技术

直接根据Wi-Fi或者蓝牙的信号强度计算距离会有比较大的误差，因为每个接入点的信号强度衰减模型不统一，并且受所在环境（遮挡等）的影响比较大。所以，就实地采集每个位置处每个接入点的信号强度，并存入服务器供后续定位请求使用。

其它定位原理参考室内定位技术原理揭秘。

各厂商实现的室内定位技术

苹果

苹果在2014年的WWDC上（Taking Core Location Indoors）推出了iBeacon技术和协议，以及对应的SDK，实现室内定位。

关于iBeacon的几个问题。

  • 我部署的iBeacon节点是否会被别的商家使用？

    回答是Yes！由于iBeacon协议开放，而且易于伪造，你部署的节点完全可以被竞争企业使用。甚至是伪造一个跟你的ID完全相同的Beacon。防止冒用蹭用是一个课题。

    设备商应该会给出一个解决方案，但截止目前还是可以被冒用。由于现在还没大规模部署，还有时间去解决这个问题。

  • iBeacon的耗电量如何？

    现在市售方案除Estimote比较特殊外，基本上都是采用的TI2540或2541方案。Beacon作为蓝牙基站发射时间特别短只有4mS左右。

    Beacon的发射周期可调，比如苹果规定100mS发射一次，也就是说100mS里只发射4ms。不同的使用场景可以根据实际需要调整发射周期、发射频率，功耗也会有差别，短的半年，长的3-4年。

参考

高德

高德地图支持Wi-Fi和蓝牙iBeacon室内定位。如果是iOS系统，只能用iBeacon定位，因为iOS系统不提供Wi-Fi底层数据接口。

设备 精度 支持系统 部署密度 设备单价 支持标准
WIFI 3~8米 Android 4.0及以上 间隔30米部署，700平米1个 上百元 标准2.4G/5G频段
蓝牙 1~5米 Android 4.3及以上，iOS 8及以上 间隔 8米部署，50平1个 数十元 标准蓝牙4.0广播协议

应用高德进行室内定位的步骤：

  1. 准备室内地图（使用高德已有的或者自己制作）。
  2. 铺设Wi-Fi或iBeacon接入点。
  3. 使用高德提供的定位数据采集工具进行数据采集。
  4. 数据采集完毕编译后，上传至服务器。
  5. 使用高德提供的定位数据检测工具现场体验定位效果。
  6. 开发应用，使用高德室内定位SDK获取位置，包括经纬度和楼层信息。

关于室内地图：

  1. 高德已覆盖数据

    高德已有室内地图数据，可免费申请使用。

  2. 高德未覆盖数据

    若为高德未覆盖室内地图数据，提供如下两种数据生产方案：

    • 委托与高德合作的第三方生产。
    • 申请自主生产。

参考

百度

大型商超内寻找店铺、停车场内反向寻车等业务的发展基础都是室内高精度定位。利用三角定位技术、增强WiFi指纹模型技术、地磁技术、蓝牙技术等， 提供精度1-3m的室内高精度定位服务。结合百度室内图服务，更好帮助开发者解决室内定位难题。

识途

特色：地磁定位技术。

定位和采集工具：识途 Creator

仅通过上面的视频很难理解其采集原理，但是，识途提出了采集过程中以下几点注意事项：

  1. 在按下采集按钮开始采集的时候，请即刻开始行走；在到达终点停止行走后，请即刻按下采集按钮结束采集。
  2. 在采集过程中请保持统一、稳定、自然的行走速度, 尽可能保持在道路的中央行走，并且采集过程中尽可能避免晃动手机。
  3. 如果在某段路径受到了外界的严重干扰，无法保持一致的行走速度或预定的行走方向，务必针对这段路径进行重新采集。

从上面的注意事项，可以大致猜测他是如何做到测量的地磁信号和地理位置的对应。

参考

闲谈

  • GPS不是泛指，是特指。

    我们一提到定位，大家印象中最熟悉的技术可能就是GPS定位。其实更为准确的说法是GNSS(Global Navigation Satellite System)定位，中文含义就是全球卫星定位系统。GPS只是GNSS中的一种实现方法，该系统是由美国部署的。另外，还有其他类型的定位系统，例如，俄罗斯的格洛纳斯（GLONASS），欧洲的伽利略和中国的北斗。关系如下：

    • GNSS
      • GPS（美国）
      • GLONASS（俄罗斯）
      • 北斗（中国）

参考