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1、 第 1 页 共 3 页 广东科技报/2013 年/7 月/13 日/第 004 版 热点追击 室内定位室内定位:开启位置服务新模式开启位置服务新模式 本报记者 张建列 GPS 室外显神通室内却成“瞎子” 如今的智能手机大部分都带有 GPS 定位功能，卫星导航服务被大量应用在各种移动终端里。 可以说 GPS 对于现代智能手机用户，确实是很不错的一个功能。不过遗憾的是，这种服务只适合 在精确度要求不是很高的室外使用，一到室内它基本就成了“瞎子” 。 中国科学院深圳先进技术研究院实时监测与传输技术研究中心陈爱博士告诉记者，基于室外 空旷环境定位技术的应用还是以 GPS 技术为主。利用 GPS 进行
2、定位的优势是卫星有效覆盖范围 大，且定位导航信号免费。已经实现单机导航精度约为 10 米，综合定位的话，精度可达厘米级 甚至毫米级。 “GPS 技术本身具有局限性，卫星信号无法穿透建筑物，当处于室内或其他复杂环 境(比如高楼林立的室外环境)时，GPS 定位的精度低、误差大，无法提供实用的定位服务。 ” 于是，基于无线通信技术的室内定位技术应运而生。陈爱介绍，国外也有室内定位的研究应 用。美国 Google 公司在 2009 年发布了 Micello 室内定位导航技术，它绘制了多家大型商场、会 议中心的室内地图，为其提供大型建筑内的室内导航；欧洲航天局在 2010 年 2 月研究出一种基 于室内
3、的高性能定位导航系统，它包括加速计、螺旋仪传感器、本地无线网及相关建筑的电脑模 型数据。该系统接收器敏感度高，能够获取微弱的信号，实现精确的室内定位。目前该系统原型 已经研究出来，但体型较为笨重，需用手推车运输，用户暂时无法试用。 我国在复杂环境下的定位研究起步相对较晚， 主要的技术方案包括 Wi-Fi、 ZigBe 蓝牙和超宽 带，整体水平还停留在小规模的定位技术研究上，无法在大规模的现实环境中商月，且定位技术 一般也会依赖特定的硬件设备与较为复杂的运算方法。 为解决这些技术难题，陈爱带领团队利用智能设备上的传感器帮助定位，并和无线定位技术 有机地结合在一起， 开发出一套适用于智能手机和平板
4、电脑的软件系统， 实现室内的高精度定位。 传感器辅助 Wi-Fi 定位水平定位精度 3 米以内 陈爱指出， 利用 Wi-Fi 信号进行定位是当前比较流行的室内定位方案， 也是当前的研究热点， 它具有易于安装、能采用相同的底层无线网络结构等优点，但是定位精度较差。而超宽带技术进 行定位能提供十分精确的定位精度，具有穿透力强、功耗低、抗多径效果好、安全性高等优点， 但是需要通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据，相关设备十分昂贵。此 外还有一些基于 RHD 的定位策略研究。 尽管目前通过上述技术可实现室内定位。但是，它们缺点都是需要特殊的硬件支持，产生较 大的开销。且当前算法定位精
5、度低，需要提供锚节点或参考节点的位置信息。陈爱说:“这些弥补 导航卫星的眼睛均需在室内布设信号发射节点来做眼线 ，应用成本比较高。 ” 陈爱表示，随着无线网络的普及，Wi-Fi 已在城市的机场、火车站、咖啡厅、图书馆、商务 楼以及大型购物商城中布下了“天罗地网” ，其实，只要在此基础上，装载数据库和客户端，它 们也完全可以充当起“小雷达”的作用，对用户进行室内定位和导航。 随着科技的发展， 智能移动终端(比如智能手机)的使用越来越普及。 陈爱指出， 除了利用 Wi-Fi 定位外，还综合运动智能移动终端的多传感器来辅助室内定位，从而提高定位精度。智能移动终 端携带的传感器一般有:摄像头、麦克风、
6、3D 加速传感器、指南针等。在多传感器物理定位结果 无法准确区分用户所在场景的情况下， 利用移动终端自身携带的丰富的传感器采集场景的 “指纹” 数据，区分各种场景，即可进行逻辑定位。团队根据传感器提供的信息，计算移动终端用户的移第 2 页 共 3 页 动距离与方向，在知道用户初始位置的情况下，可以得到用户在任意时刻的位置。由开传感器会 产生一定的噪声且一些计算结果取了近似值，他们分别引入了降噪和数据处理技术对中间结果进 行处理，将最终误差空制到一定范围之内。 结合多方面技术，陈爱团队还提出了 AP(Access Poifnt)接入端位置未知的室内定位技术，减 小了定位开销；基于 RSSI(Re
7、-ceived Signal Strengh Indication)距离模型的二次求精策略等相关技 术，提高室内无线定位精度。目前团队已完成定位关键技术的研发和原型系统的实现，在手机和 平板电脑上成功开发了一套软件系统，实现室内的高精度定位，水平定位精度达到 3 米以内，静 止定位精度更达到 1 米左右；而国外同类型定位系统的精度只有 10 米左右。 精准室内定位释放 LBS“最后 1 米”市场空间 当前移动互联网的一个热点是 LBS(Location Based Service，基于位置的服务)，根据用户的物 理位置提供相应的服务，比如基于位置信息的商场导购、促销活动。根据艾瑞咨询对市场的预
8、测， 2013 年国内 LBS 用户规模将达到 8100 万人，市场规模突破 70 亿元。目前 LBS 因遇到室内定位 技术瓶颈还无法提供可商用的室内 LBS 应用。 陈爱对于室内导航产业充满了信心。 他们的 “基于移动终端的复杂地理环境下精确定位系统” 能够解决 LBS 业务中室内定位的技术瓶颈，并能培育、挖掘出更为广阔的 LBS 应用，释放 LBS 业务“最后 1 米”的巨大市场空间。 陈爱介绍，他们开发出室内定位“乐寻”LBS 应用系统，用户使用智能手机下载“乐寻”手 机客户端软件，就可以使用室内导航、近距离社交等功能。 “我们这个软件目前已经研制成功， 未来我们将继续完善软件，相信不久
9、之后，这个软件可以面向公众开放使用。 ” “应用开发商调用该平台可发展出优惠推送、商品导购、广告推送、即时团购、社交网络、 近距离游戏、增强现实等更有吸引力的 LBS 业务，拓展出更广阔的应用市场，我们则在 LBS 应 用多样化、用户规模逐渐扩大的过程中寻找盈利模式，例如将优惠、团购、广告等增值业务委托 给 LBS 内容服务商或擅长市场推广的商业公司去开发和运营， 我们通过这些业务获取交易提成” 。 由于大中城市的商场比较大，对室内导航的需求也较大，使用环境比较成熟。所以覆盖范围 方面，必然是从大中城市向下延伸。对于“乐寻”的应用，陈爱有这样的体会。 不过，挑战依然存在。因为现实运营中，一定会
10、有商场担心泄露隐私而不愿意提供自身数据， 而且由于商场内存在品牌商户频繁更迭的问题， 在软件数据更新方面， 市场则提出了更高的要求。 “现在我们团队以技术人员为主，未来将会走产业化道路，引入新的人才，加强数据的采集。 ” 未来，团队人员会去到商场、车站等进行数据采集工作。所谓“数据采集” ，即是将商铺内通道、 店铺、停车场、洗手间等各个空间、建筑物的具体方位一一录入数据库中，等到实际应用时，系 统能够统筹信息，并进行跟踪。同时，他介绍，软件自带反馈功能，通过用户反馈上来的纠错信 息，同样可以辅助软件及时更新和调整数据。 链接 室内定位服务蕴藏巨大商机苹果 2000 万美元收购 WifiLAM
11、不久前，国外媒体报道，苹果已经收购了室内地理位置服务厂商 WifiS-LAM。 一名消息人士透露，苹果最近斥资约 2000 万美元收购了 WifiSLAM。苹果发言人证实了这一 交易，称该公司“时常会收购小型科技公司” ，通常不会披露其计划。他拒绝就收购 WifiSLAM 发表进一步评论。WifiSLAM 未就此置评。WifiSLAM 已经开发了利用 Wi-Fi 信号探测手机用户 在建筑物内地理位置的技术，并向室内地图，以及新型零售、社交网络应用开发者提供技术。 WifiSLAM 有数名员工，联合创始人包括谷歌前软件实习生约瑟夫黄(Joseph Huang)等。 此举正值苹果强化与谷歌在地图领域的竞争之际。苹果去年推出了地图服务，但被用户指责 存在包括数据不准确在内的多种问题，苹果首席执行官蒂姆库克(Tim Cook)为此向用户道歉。 陈爱表示，苹果收购 WifiSLAM，说明苹果也看好室内定位，提前进行技术储备。这可能是室内 移动地理位置服务大战升温的一个信号。同时，他也对团队开发的室内定位系统充满了信心。 “就第 3 页 共 3 页 目前而言，美国的 WifiSLAM 和我们的室内定位方法类似，定位效果相当。但他们没有做应用， 就被苹果公司收购了。我们已经将应用做了出来，未来的市场非常广阔。 ”
