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七大室内定位技术PK

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七大室内定位技术PK

随着LBS和O2O搅得火热,定位技术近年来也备受关注且发展迅速。虽然室外定位技术已经非常成熟并开始被广泛使用,但是作为定位技术的末端,室内定位技术发展一直相对缓慢。而随着现代人类生活越来越多的时间都处在室内,室内定位技术的前景也非常广阔。

但虽然作为LBS最后一米的室内定位饱受关注,但技术的不够成熟依然是不争的事实。不同于GPS,AGPS等室外定位系统,室内定位系统依然没有形成一个有力的组织来制定统一的技术规范,现行的技术手段都是在各个企业各自定义的私有协议和方案下发展,也致使各种室内定位技术相映生辉。

下面我们就从精确度,穿透性,抗干扰性,布局复杂程度,成本5个方面全方位来比较一下市面上流行的几种室内定位手段。

红外线定位技术

精确度:★★★★☆

穿透性:☆☆☆☆☆

抗干扰性:☆☆☆☆☆

布局复杂程度★★★★★

成本:★★☆☆☆

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。红外线的技术已经非常成熟,用于室内定位精度相对较高,但是由于红外线只能视距传播,穿透性极差(可以参考家里的电视遥控器),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。加上红外线的传输距离不长,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,使得成本提升,而定位效果有限。

红外线室内定位技术比较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。

超声波室内定位技术

精确度:★★★★★

穿透性:★☆☆☆☆

抗干扰性:★★★☆☆

布局复杂程度★★☆☆☆

成本:★★★★★

超声波室内定位系统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。

超声波室内定位整体精度很高,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,但是超声波在空气中的衰减较大,不适用于大型场合,加上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。

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品定位。

射频识别(RFID)室内定位技术

精确度:★★★★★

穿透性:★★★☆☆

抗干扰性:★★☆☆☆

布局复杂程度★★☆☆☆

成本:★★☆☆☆

射频识别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。(感应门禁卡和商场防盗系统用的就是这种技术)

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,且由于电磁场非视距等优点,传输范围很大,而且标识的体积比较小,造价比较低。但其不具有通信能力,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。

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。

蓝牙室内定位技术

精确度:★★★☆☆

穿透性:★★★☆☆

抗干扰性:★★☆☆☆

布局复杂程度★★★☆☆

成本:★★★☆☆

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微网(piconet)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。

蓝牙室内定位技术最大的优点是设备体积小、短距离、低功耗,容易集成在手机等移动设备中。只要设备的蓝牙功能开启,就能够对其进行定位。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。

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。现在已经被某些厂商开始用于LBS推广。

Wi-Fi室内定位技术

精确度:★☆☆☆☆

穿透性:★★★☆☆

抗干扰性:★★★★★

布局复杂程度★☆☆☆☆

成本:★☆☆☆☆

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(“指纹”定位)。

Wi-Fi定位可以在广泛的应用领域内实现复杂的大范围定位、监测和追踪任务,总精度比较高,但是用于室内定位的精度只能达到2米左右,无法做到精准定位。由于Wi-Fi路由器和移动终端的普及,使得定位系统可以与其他客户共享网络,硬件成本很低,而且Wi-Fi的定位系统可以降低了射频(RF)干扰可能性。

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。

ZigBee室内定位技术

精确度:★★☆☆☆

穿透性:★★★★☆

抗干扰性:★★★☆☆

布局复杂程度★★☆☆☆

成本:★★★☆☆

ZigBee室内定位技术通过若干个待定位的盲节点和一个已知位置的参考节点与网关之间形成组网,每个微小的盲节点之间相互协调通信以实现全部定位。

ZigBee是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术,这些传感器只需要很少的能量,以接力的方式通过无线电波将数据从一个节点传到另一个节点,作为一个低功耗和低成本的通信系统,ZigBee的工作效率非常高。但ZigBee的信号传输受多径效应和移动的影响都很大,而且定位精度取决于信道物理品质、信号源密度、环境和算法的准确性,造成定位软件的成本较高,提高空间还很大。

ZigBee室内定位已经被很多大型的工厂和车间作为人员在岗管理系统所采

用。

超宽带室内定位技术

精确度:★★★★★

穿透性:★★★★★

抗干扰性:★★★★☆

布局复杂程度★★★☆☆

成本:★★★★☆

超宽带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。

超宽带通信不需要使用传统通信体制中的载波,而是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,因此具有GHz量级的带宽。由于超宽带定位技术具有穿透力强、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等优点,前景相当广阔。但由于新加入的盲节点也需要主动通信使得功耗较高,而且事先也需要布局,使得成本还无法降低。

超宽带室内定位可用于各个领域的室内精确定位和导航,包括人和大型物品,例如汽车地库停车导航、矿井人员定位、贵重物品仓储等。

除了以上提及的7种室内定位技术,还有基于计算机视觉、图像、磁场以及信标等等定位方式,但是大部分目前还处于开发研究试验阶段,暂没有成熟精确的产品投入市场。

从目前来看,蓝牙、Wi-Fi、超宽带室内定位是最有可能普及于LBS的三种方式:Wi-Fi室内定位有着廉价简便的优势,但在能力表现上不够强;而蓝牙室

内定位各项指标较为平均;超宽带室内定位有着优秀的性能但成本较高,而且因为其现阶段因为大小功耗等原因,无法很好地与手机等移动终端融合,暂不利于普及。

但不管是哪种方法,未来的室内定位技术必定会随着物联网的发展越来越精确,越来越普及。在保证安全和隐私的同时,室内定位技术也将会与卫星导航技术有机结合,将室外和室内的定位导航无缝精准的衔接。谁将会补上LBS的最后一米,我们拭目以待!

基于RSSI测距的室内定位技术

基于RSSI测距的室内定位技术 2012-08-14 12:19:45 摘要搭建了基于ZigBee技术的室内定位实验平台,以实验室楼道为室内场景进行了接收信号强度(RSSI)测距和定位实验研究。首先对测距实验采集到的数据使用线性回归分析拟合出当前环境的具体测距模型,并对信标和未知节点进行软件开发,实现了基于RSSI的定位算法。经过定位实验精度评估,文中算法的平均定位误差为2.3 m,满足大多室内场景要求。 关键词室内定位;无线传感器网络;RSSI测距;线性回归分析 随着现代通信、网络、全球定位系统(Global PositionSystem,GPS)、普适计算、分布式信息处理等技术的迅速发展,位置感知计算和基于位置的服务(Location Based Setvices,LBS)在实际应用中越来越重要。GPS是目前应用最广泛和成功的定位技术。由于微波易被浓密树林、建筑物、金属遮盖物等吸收,因此GPS 只适合在户外使用,在室内场合,由于信道环境复杂、微波信号衰减厉害、测量误差大,GPS并不适用。近年来基于低成本、低功耗、白组织的无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)定位技术得到了科研人员的重视和研究,具有广泛地应用前景。根据定位过程中是否实际测量节点间的距离,可将定位算法分为基于测距(Range-based)的定位和距离无关(range-free)的定位。基于测距的定位先由未知节点硬件接收外部信标节点发射的无线信号并记录下TOA(Time of Arrival)、AOA(Angle of Arrival)、TDOA(Time Difference of Arrival)、RSSI(Received Signal strength Indicator)等测距度量值,然后将测距度量值转为未知节点到信标节点的距离或方位,然后再采用相关算法如三边测量法、三角测量法、极大似然估计法等来计算未知节点的位置。由于RSSI检测设备和机制简单,硬件成本低,实现简单,可通过多次测量平均获得较准确的信号强度值,降低多径和遮蔽效应影响,因此基于RSSI测距的定位技术成为近年来室内定位研究的热点。 1 RSSI测距原理 无线信号传输中普遍采用的理论模型为渐变模型(Shadowing Model)。 式中,p(d)表示距离发射机为d时接收端接收到的信号强度,即RSSI值;p(d0)表示距离发射机为d0时接收端接收到的信号功率;d0为参考距离;n是路径损耗(Pass Loss)指数,通常是由实际测量得到,障碍物越多,n值越大,从而接收到的平均能量下降的速度会随着距离的增加而变得越来越快:X是一个以dBm为单位,平均值为0的高斯随机变量,反映了当距离一定时,接收到的能量的变化。 实际应用中一般采用简化的渐变模型 为便于表达和计算,通常取d0为1 m。于是可得 [p(d)]dBm=A-10nlg(d) (3) 把[p(d)dBm写成RSSI的形式得到 RSSI=A-10nlg(d) (4) 其中,A为无线收发节点相距1 m时接收节点接收到的无线信号强度RSSI值。式(4)就是RSSI测距的经典模型,给出了RSSI和d的函数关系,所以已知接收机接收到的RSSI值就可以算出它和发射机之间的距离。A和n都是经验值,和具体使用的硬件节点和无线信号传播的环境密切相关,因此在不同的实际环境下A 和n参数不同,其测距模型不同。

室内定位技术汇总教学内容

室内定位技术调研 随着数据业务和多媒体业务的快速增加,人们对定位与导航的需求日益增大,尤其在复杂的室内环境,如机场大厅、展厅、仓库、超市、图书馆、地下停车场、矿井等环境中,常常需要确定移动终端或其持有者、设施与物品在室内的位置信息。但是受定位时间、定位精度以及复杂室内环境等条件的限制,GPS和北斗导航定位系统在室内都很难定位,原因是定位系统星座发射的微波信号过于微弱,并且频率很高,即要沿着直线传播,且难以穿过墙壁,所以在室内就收不到信号了。只有在室外,天空中没有什么阻挡时可以接受。 图1 室内定位的方式 因此,专家学者提出了许多室内定位技术解决方案,如A-GPS定位技术、超声波定位技术、蓝牙技术、红外线技术、射频识别技术、超宽带技术、无线局域网络、光跟踪定位技术,以及图像分析、信标定位、计算机视觉定位技术等等。这些室内定位技术从总体上可归纳为几类,即GNSS技术(如伪卫星等),无线定位技术(无线通信信号、射频无线标签、超声波、光跟踪、无线传感器定位技

术等),其它定位技术(计算机视觉、航位推算等),以及GNSS和无线定位组合的定位技术(A-GPS或A-GNSS)。除了以上提及的定位技术,还有基于计算机视觉、光跟踪定位、基于图像分析、磁场以及信标定位等。此外,还有基于图像分析的定位技术、信标定位、三角定位等。目前很多技术还处于研究试验阶段,如基于磁场压力感应进行定位的技术。如图1所示,能够满足米级定位精度的定位技术,从规模上推广角度来看由易到难,依次为 Wi-Fi、LED、RFID、ZiBee、超声波、蓝牙、计算机视觉、激光、超宽带等。实现室内定位技术上可以采取以下一种或多种混合:北斗定位、基站定位、wifi定位、IP定位、RFID/二维码等标签识别定位、蓝牙定位、声波定位、场景识别定位. Wi-Fi定位 Wi-Fi定位相比于北斗、GPS、基站定位方式的优势在于室内定位精度高。由于Wi-Fi热点廉价、布设容易,很容易通过增加Wi-Fi热点来提高室内定位精度。若用于LBS,Wi-Fi定位可作为一定室内区域(如博物馆内部、校园内各建筑内部)的定位手段,而在室外仍用北斗定位等方式。当前比较流行的Wi-Fi 定位是无线局域网络系列标准之IEEE802.11的一种定位解决方案。该系统采用经验测试和信号传播模型相结合的方式,易于安装,需要很少基站,能采用相同的底层无线网络结构,系统总精度高。Wi-Fi绘图的精确度大约在1米至20米的范围内,总体而言,它比蜂窝网络三角测量定位方法更精确。但是,如果定位的测算仅仅依赖于哪个Wi-Fi的接入点最近,而不是依赖于合成的信号强度图,那么在楼层定位上很容易出错。目前,它应用于小范围的室内定位,成本较低。但无论是用于室内还是室外定位,Wi-Fi收发器都只能覆盖半径90米以内的区域,而且很容易受到其他信号的干扰,从而影响其精度,定位器的能耗也较高。利用 Wi-Fi 可以覆盖一个十万平米的商场,费用几十万元,在这个商场中不仅可以做到米级的定位,还可以满足上网需求(在商场中用户的需求中,上网的需求远远大于室内定位导航的需求)。Wi-Fi 定位并不是不能做亚米级乃至分米级的定位,英国的研究机构就用 Wi-Fi 技术来探测墙后恐怖分子的肢体活动,当然这个成本目前也不是大众消费市场所能负担的。Wi-Fi需要60~140m配置基站继续覆盖。

七大室内定位技术PK

七大室内定位技术P K Document serial number【LGGKGB-LGG98YT-LGGT8CB-LGUT-

七大室内定位技术PK 随着LBS和O2O搅得火热,定位技术近年来也备受关注且发展迅速。虽然室外定位技术已经非常成熟并开始被广泛使用,但是作为定位技术的末端,室内定位技术发展一直相对缓慢。而随着现代人类生活越来越多的时间都处在室内,室内定位技术的前景也非常广阔。 但虽然作为LBS最后一米的室内定位饱受关注,但技术的不够成熟依然是不争的事实。不同于GPS,AGPS等室外定位系统,室内定位系统依然没有形成一个有力的组织来制定统一的技术规范,现行的技术手段都是在各个企业各自定义的私有协议和方案下发展,也致使各种室内定位技术相映生辉。 下面我们就从精确度,穿透性,抗干扰性,布局复杂程度,成本5个方面全方位来比较一下市面上流行的几种室内定位手段。 红外线定位技术 精确度:★★★★☆ 穿透性:☆☆☆☆☆ 抗干扰性:☆☆☆☆☆ 布局复杂程度★★★★★ 成本:★★☆☆☆ 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。 红外线的技术已经非常成熟,用于室内定位精度相对较高,但是由于红外线只能视距传播,穿透性极差(可以参考家里的电视遥控器),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。加上红外线的传输距离不长,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,使得成本提升,而定位效果有限。 红外线室内定位技术比较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。 超声波室内定位技术 精确度:★★★★★ 穿透性:★☆☆☆☆ 抗干扰性:★★★☆☆

室内定位技术的发展现状及前景分析

室内定位技术的发展现状及前景分析 摘要:从室内定位的角度出发,以GPS定位技术作为比较,分析了我国北斗系统定位技术的发展现状及前景。介绍了GPS系统和北斗系统现有的多种定位方式与解算算法,并总结出北斗系统的优势。北斗卫星导航系统正式提供服务以来.,地基增强系统的建设在我国陆续展开,多个地区的地基增强系统已经建立完成,借助于地基增强系统能够实现更好的室内定位,达到优于厘米级的高精度服务。分析了现有的室内定位技术、存在的问题以及近期的研究热点。 关键词:GPS;北斗系统;地基增强系统;室内定位 引言现如今,GPS定位技术已经应用到生活的各个领域,作为国内正在发展的北斗系统,也需要进一步提高定位精度,尤其是在室内环境的精确定位。 一.北斗简介 北斗,即北斗卫星导航系统,是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。主要目的是位全球用户提供高质量的定位、导航、授时服务,并能向有更高要求的授权用户提供进一步服务,军用与民用目的兼具。中国的北斗导航系统和美国GPS、俄罗斯格罗纳斯、欧盟伽利略系统并称为全球四大卫星导航系统。 二.GPS和北斗的定位方式 2.1 GPS定位方式 GPS定位是结合了GPS技术、无线通信技术、图像处理技术及GIS技术的定位技术,主要可实现如下功能:1.跟踪定位2.轨迹回放3.报警(报告) 4.地图制作功能5.里程统计GPS 定位的方法是多种多样的,用户可以根据不同的用途采用不同的定位方法。 (1)根据定位所采用的观测值 伪距GPS定位,伪距定位所采用的观测值为GPS伪距观测值,所采用的伪距观测值既可以是C/A码伪距,也可以是P码伪距。伪距定位的优点是数据处理简单,对定位条件的要求低,不存在整周模糊度的问题,可以非常容易地实现实时定位;其缺点是观测值精度低,C/A 码伪距观测值的精度一般为3米,而P码伪距观测值的精度一般也在30个厘米左右,从而导致定位成果精度低,另外,若采用精度较高的P码伪距观测值,还存在AS的问题。 载波相位GPS定位,载波相位定位所采用的观测值为GPS的载波相位观测值,即L1、L2或它们的某种线性组合。载波相位定位的优点是观测值的精度高,一般优于2个毫米;其缺点是数据处理过程复杂,存在整周模糊度的问题。 (2)根据定位的模式 绝对GPS定位,绝对定位又称为单点定位,这是一种采用一台接收机进行定位的模式,它所确定的是接收机天线的绝对坐标。这种定位模式的特点是作业方式简单,可以单机作业。绝对定位一般用于导航和精度要求不高的应用中。 相对GPS定位,相对定位又称为差分定位,这种定位模式采用两台以上的接收机,同时对一组相同的卫星进行观测,以确定接收机天线间的相互位置关系。 2.2 北斗定位方式 北斗定位方式分单点定位和相对(差分)定位。单点定位就是根据一台接收机的观测数据来确定接收机位置的方式,它只能采用伪距观测量,可用于车船等的概略导航定位。相对(差分)定位是根据两台以上接收机的观测数据来确定观测点之间的相对位置的方法,它既可采用伪距观测量也可采用相位观测量,大地测量或工程测量均应采用相位观测值进行相对定位。

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七大室内定位技术PK

七大室内定位技术PK 随着LBS和O2O搅得火热,定位技术近年来也备受关注且发展迅速。虽然室外定位技术已经非常成熟并开始被广泛使用,但是作为定位技术的末端,室内定位技术发展一直相对缓慢。而随着现代人类生活越来越多的时间都处在室内,室内定位技术的前景也非常广阔。 但虽然作为LBS最后一米的室内定位饱受关注,但技术的不够成熟依然是不争的事实。不同于GPS,AGPS等室外定位系统,室内定位系统依然没有形成一个有力的组织来制定统一的技术规范,现行的技术手段都是在各个企业各自定义的私有协议和方案下发展,也致使各种室内定位技术相映生辉。 下面我们就从精确度,穿透性,抗干扰性,布局复杂程度,成本5个方面全方位来比较一下市面上流行的几种室内定位手段。 红外线定位技术

超声波室内定位系统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。 超声波室内定位整体精度很高,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,但是超声波在空气中的衰减较大,不适用于大型场合,加上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。 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品定位。 射频识别(RFID)室内定位技术 精确度:★★★★★ 穿透性:★★★☆☆ 抗干扰性:★★☆☆☆ 布局复杂程度★★☆☆☆ 成本:★★☆☆☆ 射频识别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。(感应门禁卡和商场防盗系统用的就是这种技术) 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,且由于电磁场非视距等优点,传输范围很大,而且标识的体积比较小,造价比较低。但其不具有通信能力,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。 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。

无线室内定位技术分析

WLAN室内定位技术分析

目录 无线定位技术概览工程部署考虑 项目实施流程介绍iMC WSM定位介绍

GPS 定位 定位过程:由(d1,d2,d3,d4)和(p1,p2,p3,p4)参数,推导坐标(经度,纬度,海拔)。 其中(p1…p4)位置信息由GPS系统(主站、监控站等)提供,并向地面广播; (d1…d4)由天地间的传输时间差*光速得来。 高精度的原子钟(早期的GPS卫星为铯原子钟,最新的Block IIR为铷原子钟)。 差之毫厘失之千里。 进行三维定位至少需要4颗星;站星几何图形;算法;误差修正(多颗星冗余矫正)。 缺点:GPS卫星信号无法穿透建筑物到达室内。 p2 站星几何图形GPS 三维定位d1 d2 d3 d4 p1 p3 p4 GPS定位示意图

角度定位法小区定位法 三角定位法双曲线定位法

z SV 星历数据 z多普勒频偏数据 z视野星座,等 DGPS提升精度 A-GPS工作原理示意图针对GPS的首次定位时间(TTFF)较长的问题,A-GPS通过移动网络的支持可以获得更快的TTFF,且接收灵敏度、定位精度都有提升 网络侧的GPS观测设备,测量服务区域内的星历数据等,并供定位服务器使用。 用户首先向移动网络请求定位服务,然后定位服务器再返回当前空域的GPS卫星数据,用 户GPS接收机借助这些数据,快速获取当前位置到卫星的伪距。 接收机伪距等信息,再次上传到定位服务器根据区域内的差分GPS接收数据,修正位置信息并返回给用户或第三方应用呈现。 实际应用方面,有开放移动联盟OMA的SPUL规范,其定义了接入层、核心网等各种网络接口的实现。中国移动的A-GPS方案就是基于SPUL实现。

各种室内定位技术

室内GPS定位技术 GPS是目前应用最为广泛的定位技术。当GPS接收机在室内工作时,由于信号受建筑物的影响而大大衰减,定位精度也很低,要想达到室外一样直接从卫星广播中提取导航数据和时间信息是不可能的。为了得到较高的信号灵敏度,就需要延长在每个码延迟上的停留时间,A-GPS技术为这个问题的解决提供了可能性。室内GPS技术采用大量的相关器并行地搜索可能的延迟码,同时也有助于实现快速定位。 利用GPS进行定位的优势是卫星有效覆盖范围大,且定位导航信号免费。缺点是定位信号到达地面时较弱,不能穿透建筑物,而且定位器终端的成本较高。 室内无线定位技术 随着无线通信技术的发展,新兴的无线网络技术,例如WiFi、ZigBee、蓝牙和超宽带等,在办公室、家庭、工厂等得到了广泛应用。 ——红外线室内定位技术。红外线室内定位技术定位的原理是,红外线IR标识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。虽然红外线具有相对较高的室内定位精度,但是由于光线不能穿过障碍物,使得红外射线仅能视距传播。直线视距和传输距离较短这两大主要缺点使其室内定位的效果很差。当标识放在口袋里或者有墙壁及其他遮挡时就不能正常工作,需要在每个房间、走廊安装接收天线,造价较高。因此,红外线只适合短距离传播,而且容易被荧光灯或者房间内的灯光干扰,在精确定位上有局限性。 ——超声波定位技术。超声波测距主要采用反射式测距法,通过三角定位等算法确定物体的位置,即发射超声波并接收由被测物产生的回波,根据回波与发射波的时间差计算出待测距离,有的则采用单向测距法。超声波定位系统可由若干个应答器和一个主测距器组成,主测距器放置在被测物体上,在微机指令信号的作用下向位置固定的应答器发射同频率的无线电信号,应答器在收到无线电信号后同时向主测距器发射超声波信号,得到主测距器与各个应答器之间的距离。当同时有3个或3个以上不在同一直线上的应答器做出回应时,可以根据相关计算确定出被测物体所在的二维坐标系下的位置。 超声波定位整体定位精度较高,结构简单,但超声波受多径效应和非视距传播影响很大,同时需要大量的底层硬件设施投资,成本太高。 ——蓝牙技术。蓝牙技术通过测量信号强度进行定位。这是一种短距离低功耗的无线传输技术,在室内安装适当的蓝牙局域网接入点,把网络配置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微网(piconet)的主设备,就可以获得用户的位置信息。蓝牙技术主要应用于小范围定位,例如单层大厅或仓库。 蓝牙室内定位技术最大的优点是设备体积小、易于集成在PDA、PC以及手机中,因此很容易推广普及。理论上,对于持有集成了蓝牙功能移动终端设备的用户,只要设备的蓝牙功能开启,蓝牙室内定位系统就能够对其进行位置判断。采用该技术作室内短距离定位时容易发现设备且信号传输不受视距的影响。其不足在于蓝牙器件和设备的价格比较昂贵,而且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。 ——射频识别技术。射频识别技术利用射频方式进行非接触式双向通信交换数据以达到识别和定位的目的。这种技术作用距离短,一般最长为几十米。但它可以在几毫秒内得到厘米级定位精度的信息,且传输范围很大,成本较低。同时由于其非接触和非视距等优点,可望成为优选的室内定位技术。目前,射频识别研究的热点和难点在于理论传播模型的建立、用户的安全隐私和国际标准化等问题。优点是标识的体积比较小,造价比较低,但是作用距离近,不具有通信能力,而且不便于整合到其他系统之中。 ——超宽带技术。超宽带技术是一种全新的、与传统通信技术有极大差异的通信新技术。它不需要使用传统通信体制中的载波,而是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,从而具有GHz量级的带宽。超宽带可用于室内精确定位,例如战场士

室内定位技术研究

西北工业大学 先进测试控制技术导论大作业室内定位系统的研究 姓名:XXX 班级:XXXXXXXX 学号:XXXXXXXXXX 1

摘要 目前,人们对室内定位与导航的需求越来越大,如在展厅、图书馆、仓库、超市等室内环境中,用户希望持有可移动设备能够自由定位并导航,虽然室外定位技术发展越来越完善,但是室内定位仍在起步阶段。本文研究了室内定位系统的背景和国内外发展状况,阐述了室内定位系统的相关概念和原理,列述了室内定位所用到的一些定位算法、定位结构和模型。同时,在几种定位算法的基础上罗列了几种室内定位技术,包括:超声波技术、红外技术、频射技术、WIFI与蓝牙技术、ZigBee与超宽带技术等等。并通过比较分析了解了每种技术的相应优缺点。 关键词:室内定位、定位算法、定位技术 2

目录 摘要 (2) 第一章绪论 (5) 1.1 课题背景及研究意义 (5) 1.2 研究现状及其趋势 (5) 1.3 国内外的研究现状 (6) 第二章室内定位系统基本概念与原理 (7) 2.1 定位算法 (7) 2.2 室内定位系统的结构与模型 (8) 第三章室内定位系统 (11) 3.1 超声波技术 (11) 3.2 红外技术 (11) 3.3 蓝牙技术 (12) 3.4 射频技术 (12) 3.5 WIFI技术与蓝牙技术 (13) 3.6 Zigbee与超宽带技术 (13) 第四章结束语 (14) 参考文献 (16) 3

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第一章绪论 1.1 课题背景及研究意义 卫星定位导航系统的产生及发展,让人们拥有了在广阔的室外空间中以前所未有的可靠性、精度获取事物地理位置属性的技术方法,已经基本上解决了在室外空间中进行准确定位的问题,并且已经在军事、资源、交通、农牧渔业、环境、测绘等领域以及人们日常的生活中得到了非常广泛的应用。 然而,虽然定位技术性能、精度都很高,但是其信号遇到障碍物衰减,无法穿透建筑物进行室内定位导航的局限性也日渐凸显,它在室内工作效果并不理想。社会经济的飞速发展及人们生活水平的提高,使得我们对室内的定位导航需求越来越大,比如在博物馆、超市、机场等场所消费者需要快速了解自身所处位置,并到达目的地在矿井、火灾现场,为警察等工作人员提供精确的导航与定位。为了解决室内这一特殊环境定位的问题,必须研究专门的定位方法。与已经非常成熟的室外卫星定位导航系统相比,室内定位技术还处于刚起步阶段,但是却具有很大的应用空间。室内定位的应用领域主要包括导航和工程测量、位置服务和监控以及智能空间。 伴随着人类对室内定位需求的增大,科学技术也在高速发展,总结、分析、研究当前的室内定位技术有利于室内定位技术广泛应用于人们的生产和生活之中。 1.2 研究现状及其趋势 室内定位技术应用的区域是封闭或半封闭空间,室内不止是通常所说的一般建筑物内部,它还包括地下矿井、密集的高层建筑区、树林等。室内环境相比户外要复杂的多,根据不同的环境、应用和需求,用于室内定位的技术主要有:激光、红外、蓝牙、射频、无线电、超声波、计算机视觉、磁场等。其中,有些技术经过开发利用,形成了比较系统的定位服务解决方案或成形的商业产品,但仍有许多技术尚在研究试验中。如使用磁场压力感应的智能地板的研制试验,这种方法需依赖特定的设备,成本昂贵实用性低。 进行室内定位的主要测距方法有到达时间(TOA)、到达时间差(TDOA)、到达角度(AOA), RSS技术[等。这些方法都能在定位系统中计算有效的距离,其中到达时间、到达时间差、到达角度技术都能提高定位精度,但是由于室内环境复杂可能会影响其定位精度。 美国高通公司(QUALCOMM)及其子公司Snap Track在GPS定位技术的基础上,提出了A-GPS解决方案。结合CDMA网实现了移动终在室内外端准确的定位。由于A-GPS是基于CDMA 网络,需要使用手机作为载体,所以可能需要用户使用特制的手机设备。一般用户很难接受为了不频繁使用的位技术更换手机,并且这种特制的手机相对一般手机耗电量会增加,所以A-GP技术目前没有得到广泛推广。 近几年来一种基于WIFI的室内定位技术进入到大家的视野中,各大媒体争先报道,有的 5

室内定位技术开发建设项目计划书

室内定位技术开发建设项目计划书

随着LBS和O2O搅得火热,定位技术近年来也备受关注且发展迅速。虽然室外定位技术已经非常成熟并开始被广泛使用,但是作为定位技术的末端,室内定位技术发展一直相对缓慢。而随着现代人类生活越来越多的时间都处在室内,室内定位技术的前景也非常广阔。 但虽然作为LBS最后一米的室内定位饱受关注,但技术的不够成熟依然是不争的事实。不同于GPS,AGPS等室外定位系统,室内定位系统依然没有形成一个有力的组织来制定统一的技术规范,现行的技术手段都是在各个企业各自定义的私有协议和方案下发展,也致使各种室内定位技术相映生辉。 下面我们就从精确度,穿透性,抗干扰性,布局复杂程度,成本5个方面全方位来比较一下市面上流行的几种室内定位手段。 红外线定位技术 精确度:★★★★☆ 穿透性:☆☆☆☆☆ 抗干扰性:☆☆☆☆☆ 布局复杂程度★★★★★ 成本:★★☆☆☆ 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。 红外线的技术已经非常成熟,用于室内定位精度相对较高,但是由于红外线只能视距传播,穿透性极差(可以参考家里的电视遥控器),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。加上红外线的传输距离不长,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,使 得成本提升,而定位效果有限。 红外线室内定位技术比较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。 超声波室内定位技术 精确度:★★★★★ 穿透性:★☆☆☆☆ 抗干扰性:★★★☆☆ 布局复杂程度★★☆☆☆ 成本:★★★★★ 超声波室内定位系统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。 超声波室内定位整体精度很高,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,但是超声波在空气中的衰减较大,不适用于大型场合,加上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。 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品定位。 射频识别(RFID)室内定位技术 精确度:★★★★★ 穿透性:★★★☆☆ 抗干扰性:★★☆☆☆ 布局复杂程度★★☆☆☆ 成本:★★☆☆☆ 射频识别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。(感应门禁卡和商场防盗系统用的就是这种技术) 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,且由于电磁场非视距等优点,传输范围很大,而且标识的体积比较小,造价比较低。但其不具有通信能力,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。 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。 蓝牙室内定位技术

几种室内定位技术

中国测绘报/2008年/1月/29日/第003版科技时空 介绍几种室内定位技术 吴雨航吴才聪陈秀万 随着数据业务和多媒体业务的快速增加,人们对定位与导航的需求日益增大,尤其在复杂的室内环境,如机场大厅、展厅、仓库、超市、图书馆、地下停车场、矿井等环境中,常常需要确定移动终端或其持有者、设施与物品在室内的位置信息。但是受定位时间、定位精度以及复杂室内环境等条件的限制,比较完善的定位技术目前还无法很好地利用。因此,专家学者提出了许多室内定位技术解决方案,如A-GPS定位技术、超声波定位技术、蓝牙技术、红外线技术、射频识别技术、超宽带技术、无线局域网络、光跟踪定位技术,以及图像分析、信标定位、计算机视觉定位技术等等。这些室内定位技术从总体上可归纳为几类,即GNSS 技术(如伪卫星等),无线定位技术(无线通信信号、射频无线标签、超声波、光跟踪、无线传感器定位技术等),其它定位技术(计算机视觉、航位推算等),以及GNSS和无线定位组合的定位技术(A-GPS或A-GNSS)。 室内GPS定位技术 GPS是目前应用最为广泛的定位技术。当GPS接收机在室内工作时,由于信号受建筑物的影响而大大衰减,定位精度也很低,要想达到室外一样直接从卫星广播中提取导航数据和时间信息是不可能的。为了得到较高的信号灵敏度,就需要延长在每个码延迟上的停留时间,A-GPS技术为这个问题的解决提供了可能性。室内GPS技术采用大量的相关器并行地搜索可能的延迟码,同时也有助于实现快速定位。 利用GPS进行定位的优势是卫星有效覆盖范围大,且定位导航信号免费。缺点是定位信号到达地面时较弱,不能穿透建筑物,而且定位器终端的成本较高。 室内无线定位技术 随着无线通信技术的发展,新兴的无线网络技术,例如WiFi、ZigBee、蓝牙和超宽带等,在办公室、家庭、工厂等得到了广泛应用。 ——红外线室内定位技术。红外线室内定位技术定位的原理是,红外线IR标识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。虽然红外线具有相对较高的室内定位精度,但是由于光线不能穿过障碍物,使得红外射线仅能视距传播。直线视距和传输距离较短这两大主要缺点使其室内定位的效果很差。当标识放在口袋里或者有墙壁及其他遮挡时就不能正常工作,需要在每个房间、走廊安装接收天线,造价较高。因此,红外线只适合短距离传播,而且容易被荧光灯或者房间内的灯光干扰,在精确定位上有局限性。 ——超声波定位技术。超声波测距主要采用反射式测距法,通过三角定位等算法确定物体的位置,即发射超声波并接收由被测物产生的回波,根据回波与发射波的时间差计算出待测

(完整版)UWB室内定位技术.docx

UWB 室内定位技术 1引言 本文探讨室内定位技术中的一种:UWB 室内定位技术,并在定位技术系列最后对各种定位技术进行总结, 敬请关注微信公众号“智物客”后续文章。 2概述 UWB ( Ultra Wide Band)即超宽带技术,它是一种无载波通信技术,利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输 数据,因此其所占的频谱范围很宽。传统的定位技术是根据信号强弱来判别物体位置,信号强弱受外界影 响较大,因此定位出的物体位置与实际位置的误差也较大,定位精度不高,而UWB 定位采用了宽带脉冲通讯技术,具备极强的抗干扰能力,使定位误差减小。UWB定位技术的出现填补了高精度定位领域的空 白,它具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、低截获能力、系统复杂度低、能提供厘米级的定 位精度等优点。 3UWB 室内定位流程 (1)每个定位标签以 UWB 脉冲重复不间断发送数据帧; (2)定位标签发送的 UWB 脉冲串被定位基站接收; (3 )每个定位基站利用高敏度的短脉冲侦测器测量每个定位标签的数据帧到达接收器天线的时间; (4)定位引擎参考标签发送过来的校准数据,确定标签达到不同定位基站之间的时间差,并利用三点定位技术及优化算法来计算标签位置。 (5 )利用单基站定位一般采用AOA ( (Angle of Arrival )算法,采用多基站定位多采用TDOA ( Time difference of Arrival)算法。 4UWB 室内定位系统架构及功能 4.1系统结构图

4.2主要设备及组件 4.2.1 UWB 定位标签 定位标签为有源标签,能做成不同的形态固定在物体、车辆或佩戴在人员身上使用,在不同应用环境下拥 有多变性。它的定位精度最高可达到5-10cm ,标签发出的UWB 脉冲信号,通过定位基站(定位传感器) 接收和传输。每一个标签都有唯一的ID 号,可通过这个ID 号将定位的物体联系起来,使定位基站(定位传感器)通过标签找到实际定位的位置。标签传输信号持续时间很短,能够允许成百上千的标签同时定位。 提供一个参考技术参数:

室内无线定位技术

室内无线定位技术 一. 研究目的和意义 随着数据业务和多媒体业务的快速增加,人们对定位与导航的需求日益增大,尤其在复杂的室内环境,如机场大厅、展厅、仓库、超市、图书馆、地下停车场、矿井等环境中,常常需要确定移动终端或其持有者、设施与物品在室内的位置信息。但是受定位时间、定位精度以及复杂室内环境等条件的限制,比较完善的定位技术目前还无法很好地利用。因此,专家学者提出了许多室内定位技术解决方案,如A-GPS定位技术、超声波定位技术、蓝牙技术、红外线技术、射频识别技术、超宽带技术、无线局域网络、光跟踪定位技术,以及图像分析、信标定位、计算机视觉定位技术等等。这些室内定位技术从总体上可归纳为几类,即GNSS技术(如伪卫星等),无线定位技术(无线通信信号、射频无线标签、超声波、光跟踪、无线传感器定位技术等),其它定位技术(计算机视觉、航位推算等),以及GNSS和无线定位组合的定位技术(A-GPS或A-GNSS)。 由于在室内环境下对于不同的建筑物而言,室内布置,材料结构,建筑物尺度的不同导致了信号的路径损耗很大,与此同时,建筑物的内在结构会引起信号的反射,绕射,折射和散射,形成多径现象,使得接收信号的幅度,相位和到达时间发生变化,造成信号的损失,定位的难度大。虽然室内定位是定位技术的一种,和室外的无线定位技术相比有一定的共性,但是室内环境的复杂性和对定位精度和安全性的特殊要求,使得室内无线定位技术有着不同于普通定位系统的鲜明特点,而且这些特点是户外定位技术所不具备的。因此,两者区域的标识和划分标准是不同的。基于室内定位的诸多特点,室内定位技术和定位算法已成为各国科技工作者研究的热点。如何提高定位精度仍将是今后研究的重点。 二. 国内外发展趋势 室内GPS定位技术 GPS是目前应用最为广泛的定位技术。当GPS接收机在室内工作时,由于信号受建筑物的影响而大大衰减,定位精度也很低,要想达到室外一样直接从卫星广播中提取导航数据和时间信息是不可能的。为了得到较高的信号灵敏度,就需要延长在每个码延迟上的停留时间,A-GPS技术为这个问题的解决提供了可能性[7]。室内GPS技术采用大量的相关器并行地搜索可能的延迟码,同时也有助于实现快速定位。 利用GPS进行定位的优势是卫星有效覆盖范围大,且定位导航信号免费。缺点是定位信号到达地面时较弱,不能穿透建筑物,而且定位器终端的成本较高。 室内无线定位技术 随着无线通信技术的发展,新兴的无线网络技术,例如WiFi、ZigBee、蓝牙和超宽带等,在办公室、家庭、工厂等得到了广泛应用。

七大室内定位技术PK

七大室内定位技术PK 随着LBS和O2O搅得火热,定位技术近年来也备受关注且发展迅速。虽然室外定位技术已经非常成熟并开始被广泛使用,但是作为定位技术的末端,室内定位技术发展一直相对缓慢。而随着现代人类生活越来越多的时间都处在室内,室内定位技术的前景也非常广阔。 但虽然作为LBS最后一米的室内定位饱受关注,但技术的不够成熟依然是不争的事实。不同于GPS,AGPS等室外定位系统,室内定位系统依然没有形成一个有力的组织来制定统一的技术规范,现行的技术手段都是在各个企业各自定义的私有协议和方案下发展,也致使各种室内定位技术相映生辉。 下面我们就从精确度,穿透性,抗干扰性,布局复杂程度,成本5个方面全方位来比较一下市面上流行的几种室内定位手段。 红外线定位技术 精确度:★★★★☆ 穿透性:☆☆☆☆☆

抗干扰性:☆☆☆☆☆ 布局复杂程度★★★★★ 成本:★★☆☆☆ 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。红外线的技术已经非常成熟,用于室内定位精度相对较高,但是由于红外线只能视距传播,穿透性极差(可以参考家里的电视遥控器),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。加上红外线的传输距离不长,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,使得成本提升,而定位效果有限。 红外线室内定位技术比较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。 超声波室内定位技术 精确度:★★★★★ 穿透性:★☆☆☆☆ 抗干扰性:★★★☆☆ 布局复杂程度★★☆☆☆ 成本:★★★★★ 超声波室内定位系统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。 超声波室内定位整体精度很高,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,但是超声波在空气中的衰减较大,不适用于大型场合,加上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。

几种无人机室内定位方法对比

几种智能机器人室内定位方法对比近年来随着控制算法的研究进展,无人机、无人车等智能机器人在各领域中发展迅速。研发人员在对智能机器人进行相关研究时,通常需要完成室内环境下的模拟调试实验,在这些实验中,确定各智能体自身定位以及与其他智能体的相对位置,即进行精确定位,是十分重要的。 室内定位算法原理 目前的定位算法从原理上来说,大体上可以分为以下三种。 一、邻近信息法:利用信号作用的有限范围,来确定待测点是否在某个参考点的附近,这一方法只能提供大概的定位信息 二、场景分析法:测量接收信号的强度,与实现测量的、存在数据库的该位置的信号强度作对比。 三、几何特征法:利用几何原理进行定位的算法,具体又分为三边定位法、三角定位法以及双曲线定位法。

根据上面介绍的定位算法,衍生出了多种室内定位技术。目前的定位技术多要借助辅助节点进行定位,通过不同的测距方式计算出待测节点相对于辅助节点的位置,然后与数据库中事先收集的数据进行比对,从而确定当前位置。 室内定位主要流程为首先在室内环境设置固定位置的辅助节点,这些节点的位置已知,有的位置信息是直接存在节点中,如射频识别(RFID)的标签,有的是存在电脑终端的数据库中,如红外线、超声波等。 然后测量待测节点到辅助节点的距离,从而确定相对位置,使用某种方式进行测距通常需要一对发射和接收设备,按照发射机和接收机的位置大体可以分为两种:一种是发射机位于被测节点,接收机位于辅助节点,例如红外线,超声波和射频识别(RFID);另一种是发射机位于辅助节点,接收机位于被测节点,例如WiFi、超宽带(UWB)、ZigBee。 室内定位技术对比 下面具体介绍八种室内定位技术所涉及原理与优缺点。 一、WiFi定位技术,定位方法是场景分析法,其定位精度由于覆盖范围的不同,可以达到2-50m。优点是易安装、系统总精度相对较高,缺点是指纹信息收集量大、易受其他信号干扰。

八种无线室内定位方案对比

八种无线室内定位方案对比 提起定位导航,大家首先想到的是GPS,中国也推出了自己的卫星定位系统北斗卫星定位系统。但是,卫星定位只能用在室外环境,一到室内,由于导航信号衰减太快,卫星定位就无法使用。 随着时代飞速变迁,科学技术迅猛发展,信息服务质量效率提高,受干扰度小,在人们的生活工作及科学研究中起到了非常重要的作用。室内定位技术非常实用,具有较大的拓展空间,其应用范围广泛,在复杂环境下,如图书馆,体育馆,地下车库,货品仓库等都可以实现对人员以及物品的快速定位。 但是作为LBS最后一米的室内定位饱受关注,但技术的不够成熟依然是不争的事实。不同于GPS,AGPS等室外定位系统,室内定位系统依然没有形成一个有力的组织来制定统一的技术规范,现行的技术手段都是在各个企业各自定义的私有协议和方案下发展,也致使各种室内定位技术相映生辉。 以下我们针对几种不同原理的室内定位技术,分别进行描述与对比。 红外线定位技术 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。

红外线的技术已经非常成熟,用于室内定位精度相对较高,但是由于红外线只能视距传播,穿透性极差(可以参考家里的电视遥控器),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。加上红外线的传输距离不长,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,使得成本提升,而定位效果有限。 红外线室内定位技术比较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。 蓝牙室内定位技术 蓝牙室内定位技术是采用基于蓝牙的三角定位技术,使用iBeacon设备实现室内定位,如云里物里的E5定位型iBeacon就广泛应用于室内定位。蓝牙室内技术是利用在室内安装的若干个iBeacon,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。 蓝牙室内定位技术最大的优点是设备体积小、短距离、低功耗,容易集成在手机等移动设备中。只要设备的蓝牙功能开启,就能够对其进行定位。蓝牙传输不受视距的影响,但对于复杂的空间环境,蓝牙系统的稳定性一般,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。现在已经被某些厂商开始用于LBS推广。 超宽带室内定位技术

室内定位技术总结

室内定位技术 室内GPS定位技术 GPS是目前应用最为广泛的定位技术。当GPS接收机在室内工作时,由于信号受建筑物的影响而大大衰减,定位精度也很低,要想达到室外一样直接从卫星广播中提取导航数据和时间信息是不可能的。为了得到较高的信号灵敏度,就需要延长在每个码延迟上的停留时间,A-GPS技术为这个问题的解决提供了可能性。室内GPS技术采用大量的相关器并行地搜索可能的延迟码,同时也有助于实现快速定位。 利用GPS进行定位的优势是卫星有效覆盖范围大,且定位导航信号免费。缺点是定位信号到达地面时较弱,不能穿透建筑物,而且定位器终端的成本较高。 室内无线定位技术 随着无线通信技术的发展,新兴的无线网络技术,例如WiFi、ZigBee、蓝牙和超宽带等,在办公室、家庭、工厂等得到了广泛应用。 ——红外线室内定位技术。红外线室内定位技术定位的原理是,红外线IR标识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。虽然红外线具有相对较高的室内定位精度,但是由于光线不能穿过障碍物,使得红外射线仅能视距传播。直线视距和传输距离较短这两大主要缺点使其室内定位的效果很差。当标识放在口袋里或者有墙壁及其他遮挡时就不能正常工作,需要在每个房间、走廊安装接收天线,造价较高。因此,红外线只适合短距离传播,而且容易被荧光灯或者房间内的灯光干扰,在精确定位上有局限性。 ——超声波定位技术。超声波测距主要采用反射式测距法,通过三角定位等算法确定物体的位置,即发射超声波并接收由被测物产生的回波,根据回波与发射波的时间差计算出待测距离,有的则采用单向测距法。超声波定位系统可由若干个应答器和一个主测距器组成,主测距器放置在被测物体上,在微机指令信号的作用下向位置固定的应答器发射同频率的无线电信号,应答器在收到无线电信号后同时向主测距器发射超声波信号,得到主测距器与各个应答器之间的距离。当同时有3个或3个以上不在同一直线上的应答器做出回应时,可以根据相关计算确定出被测物体所在的二维坐标系下的位置。 超声波定位整体定位精度较高,结构简单,但超声波受多径效应和非视距传播影响很大,同时需要大量的底层硬件设施投资,成本太高。 ——蓝牙技术。蓝牙技术通过测量信号强度进行定位。这是一种短距离低功耗的无线传输技术,在室内安装适当的蓝牙局域网接入点,把网络配置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微网(piconet)的主设备,就可以获得用户的位置信息。蓝牙技术主要应用于小范围定位,例如单层大厅或仓库。 蓝牙室内定位技术最大的优点是设备体积小、易于集成在PDA、PC以及手机中,因此很容易推广普及。理论上,对于持有集成了蓝牙功能移动终端设备的用户,只要设备的蓝牙

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