5G時代下(xia)的室(shi)內定位(wei)系統,更安(an)全高精準的室(shi)內定位(wei)系統
終端定位技(ji)術(shu)對用(yong)(yong)(yong)戶的日常生(sheng)活與(yu)工作已經帶來了許(xu)多便利。它(ta)的首要使用(yong)(yong)(yong)包括區域事情觸(chu)發功(gong)用(yong)(yong)(yong)、智能管(guan)理功(gong)用(yong)(yong)(yong)、緊迫呼救功(gong)用(yong)(yong)(yong)、事前預警功(gong)用(yong)(yong)(yong)等(deng)。區域事情觸(chu)發功(gong)用(yong)(yong)(yong)是指，當手機進(jin)入或離(li)開(kai)某(mou)一(yi)區域時，手機使用(yong)(yong)(yong)會自(zi)動觸(chu)發相應事情。事情發起者可(ke)所以(yi)網絡也可(ke)所以(yi)手機，但(dan)一(yi)般需要兩邊協(xie)定。如廣告(gao)推行、氣候更新、兒童白叟(sou)監管(guan)等(deng)都會使用(yong)(yong)(yong)到這一(yi)功(gong)用(yong)(yong)(yong)。
首要(yao)針對5G室(shi)內定(ding)(ding)(ding)(ding)位(wei)(wei)(wei)方針場景(jing)、主要定(ding)(ding)(ding)(ding)位(wei)(wei)(wei)技能和現有(you)室(shi)內定(ding)(ding)(ding)(ding)位(wei)(wei)(wei)體(ti)系的問(wen)題(ti)進行(xing)了(le)(le)體(ti)系性剖析(xi)，依據定(ding)(ding)(ding)(ding)位(wei)(wei)(wei)技能特色和場景(jing)需求，提出(chu)了(le)(le)智能室(shi)內定(ding)(ding)(ding)(ding)位(wei)(wei)(wei)體(ti)系計(ji)劃。該體(ti)系經過交融多(duo)種定(ding)(ding)(ding)(ding)位(wei)(wei)(wei)技能完(wan)成高精(jing)度(du)定(ding)(ding)(ding)(ding)位(wei)(wei)(wei)，結合(he)數(shu)據剖析(xi)和仿真技能完(wan)成智能定(ding)(ding)(ding)(ding)位(wei)(wei)(wei)體(ti)系規劃和辦理，設置敞開接口與(yu)第三方協作供給豐厚(hou)的定(ding)(ding)(ding)(ding)位(wei)(wei)(wei)使用。
伴跟著5G網(wang)(wang)(wang)絡(luo)建造(zao)，事(shi)務(wu)種類持續(xu)添加(jia)，職業邊界不斷擴展，促使結(jie)合(he)(he)方(fang)位服務(wu)(LBS)和人(ren)工智(zhi)能(neng)、物聯(lian)網(wang)(wang)(wang)技能(neng)的(de)職業使用(yong)需(xu)求迅速(su)增長。室(shi)(shi)內導航、才(cai)(cai)智(zhi)商業、智(zhi)能(neng)停車、智(zhi)能(neng)工作、才(cai)(cai)智(zhi)倉儲等，結(jie)合(he)(he)運(yun)營商網(wang)(wang)(wang)絡(luo)建造(zao)與室(shi)(shi)內定位系統技能(neng)、智(zhi)能(neng)網(wang)(wang)(wang)絡(luo)辦(ban)理的(de)室(shi)(shi)內歸納使用(yong)，為運(yun)營商網(wang)(wang)(wang)絡(luo)增值服務(wu)供給了切(qie)入點。
2、室內定位技能和使用場景剖析
2.1 室內(nei)定(ding)位技(ji)能剖析
2.1.1 定位原理
定(ding)(ding)位原理能夠分為依據(ju)丈量的定(ding)(ding)位和依據(ju)指紋匹配的定(ding)(ding)位兩類(lei)。其(qi)中依據(ju)丈量的定(ding)(ding)位包含包含依據(ju)抵達時刻(ke)、抵達角及依據(ju)RSSI 傳(chuan)輸(shu)模型等幾(ji)種類(lei)型。
依據(ju)RSSI信(xin)號(hao)傳輸(shu)(shu)模(mo)型(xing)的定(ding)(ding)(ding)位(wei)(wei)實質上(shang)是(shi)一(yi)種依據(ju)間隔的定(ding)(ding)(ding)位(wei)(wei)辦法，已知信(xin)號(hao)傳輸(shu)(shu)模(mo)型(xing)，丈量傳輸(shu)(shu)時刻確(que)認待(dai)定(ding)(ding)(ding)位(wei)(wei)方針到已知參考點傳輸(shu)(shu)間隔，使用三邊丈量法確(que)認待(dai)定(ding)(ding)(ding)方針的方位(wei)(wei)。二維定(ding)(ding)(ding)位(wei)(wei)需(xu)求與待(dai)定(ding)(ding)(ding)位(wei)(wei)方針不在(zai)同一(yi)直(zhi)線上(shang)的三個參考點輔助定(ding)(ding)(ding)位(wei)(wei)，三維空間定(ding)(ding)(ding)位(wei)(wei)需(xu)求四(si)個與待(dai)定(ding)(ding)(ding)位(wei)(wei)方針不共面(mian)的參考點。
抵(di)達(da)時刻(ke)算(suan)法(fa)（Timeof Arrival, TOA）也是一種依據(ju)間(jian)隔(ge)進行定位(wei)(wei)(wei)的(de)算(suan)法(fa)。經過丈(zhang)量無線信號(hao)從待定位(wei)(wei)(wei)方(fang)(fang)(fang)(fang)位(wei)(wei)(wei)到已(yi)知方(fang)(fang)(fang)(fang)位(wei)(wei)(wei)之間(jian)的(de)時刻(ke)差，核算(suan)出待定位(wei)(wei)(wei)方(fang)(fang)(fang)(fang)位(wei)(wei)(wei)與已(yi)知方(fang)(fang)(fang)(fang)位(wei)(wei)(wei)間(jian)的(de)間(jian)隔(ge)，進而確認待定位(wei)(wei)(wei)方(fang)(fang)(fang)(fang)位(wei)(wei)(wei)。由于TOA算(suan)法(fa)須保證待測方(fang)(fang)(fang)(fang)位(wei)(wei)(wei)和已(yi)知方(fang)(fang)(fang)(fang)位(wei)(wei)(wei)嚴厲同(tong)步，難以(yi)到達(da)，依據(ju)抵(di)達(da)時刻(ke)差（TimeDifference of Arrival，TDOA）的(de)算(suan)法(fa)應運而生。TDOA是使用信號(hao)抵(di)達(da)已(yi)知方(fang)(fang)(fang)(fang)位(wei)(wei)(wei)的(de)時刻(ke)差來估量用戶方(fang)(fang)(fang)(fang)位(wei)(wei)(wei)，只需已(yi)知方(fang)(fang)(fang)(fang)位(wei)(wei)(wei)間(jian)完成同(tong)步。
依據(ju)AOA（Angleof Arrived）的(de)算(suan)法已知參考點的(de)方(fang)位(wei)坐標，經過丈量方(fang)針方(fang)位(wei)到兩參考點的(de)視點來核(he)算(suan)待定位(wei)方(fang)位(wei)。
依(yi)據(ju)指紋(wen)(wen)匹配(pei)的原理是(shi)把實際環境(jing)中的方位(wei)(wei)和某一種(zhong)或多種(zhong)特征(zheng)信息，即指紋(wen)(wen)，進(jin)行關(guan)聯，離(li)線(xian)階(jie)段搜(sou)集(ji)方位(wei)(wei)指紋(wen)(wen)信息構建指紋(wen)(wen)數(shu)(shu)據(ju)庫(ku)，在線(xian)階(jie)段當(dang)移(yi)動設備宣布(bu)定(ding)位(wei)(wei)懇求(qiu)時，搜(sou)集(ji)待測(ce)方位(wei)(wei)的特征(zheng)數(shu)(shu)據(ju)，與(yu)指紋(wen)(wen)數(shu)(shu)據(ju)庫(ku)中數(shu)(shu)據(ju)進(jin)行對(dui)比，結合匹配(pei)算(suan)法(fa)(fa)估(gu)算(suan)待測(ce)方位(wei)(wei)。依(yi)據(ju)指紋(wen)(wen)的定(ding)位(wei)(wei)辦(ban)法(fa)(fa)準確度與(yu)離(li)線(xian)階(jie)段搜(sou)集(ji)指紋(wen)(wen)和方位(wei)(wei)信息的搜(sou)集(ji)點數(shu)(shu)量密(mi)切相關(guan)，搜(sou)集(ji)點數(shu)(shu)量越(yue)(yue)多，搜(sou)集(ji)的信息量越(yue)(yue)大(da)，在線(xian)階(jie)段定(ding)位(wei)(wei)匹配(pei)度越(yue)(yue)高，定(ding)位(wei)(wei)越(yue)(yue)準確。但一起(qi)，會(hui)添加(jia)離(li)線(xian)搜(sou)集(ji)的工作量和數(shu)(shu)據(ju)存儲需求(qiu)，對(dui)在線(xian)匹配(pei)算(suan)法(fa)(fa)的處理要求(qiu)也會(hui)添加(jia)。
2.1.2 定位技(ji)能
常用定位技(ji)能主要包含依據無線(xian)通信的(de)定位、依據WLAN的定位(wei)、藍牙定位(wei)、超(chao)聲(sheng)波定位(wei)、射頻辨認定位(wei)等(deng)。
依據無線通信的室內定位系統以室(shi)內無線基站作(zuo)為定位(wei)(wei)參考點(dian)，移動智(zhi)能(neng)終端作(zuo)為定位(wei)(wei)終端用于(yu)搜(sou)集丈量數據(ju)，定位(wei)(wei)使用渠道(dao)進行定位(wei)(wei)算法處理。在定位(wei)(wei)原理方面，無線通信定位(wei)(wei)技(ji)能(neng)選用依據(ju)丈量的三角定位(wei)(wei)技(ji)能(neng)如RSSI 信(xin)號(hao)場(chang)強、TDOA、AOA 等。無(wu)線通信(xin)體(ti)系的(de)定位精度與(yu)定位參(can)考基站的(de)布(bu)置密度和(he)無(wu)線環(huan)境參(can)數(shu)等密切相關。傳統的(de)DAS 體(ti)系只(zhi)能(neng)定位到(dao)(dao)小(xiao)區等級，定位精度比較差。數(shu)字化分室內分布(bu)體(ti)系定位才能(neng)由RRU 布(bu)置密度決(jue)議(yi)，一般定位才能(neng)到(dao)(dao)達米(mi)極。
在依據WLAN 的室內定位系統將(jiang)無線AP作為(wei)定位(wei)(wei)(wei)參考點，具(ju)備WLAN接入功用的(de)終端丈量數據(ju)，對已(yi)接入的(de)移動設備方(fang)位(wei)(wei)(wei)進行定位(wei)(wei)(wei)，可完成雜亂環境中的(de)定位(wei)(wei)(wei)、監(jian)測和追(zhui)尋使命。依據(ju)WLAN 的(de)室內定位(wei)(wei)(wei)精度(du)由AP布置密(mi)度(du)決議(yi)，定位(wei)(wei)(wei)精度(du)能夠到達米級。原理(li)方(fang)面可選用依據(ju)丈量的(de)定位(wei)(wei)(wei)或依據(ju)指紋的(de)定位(wei)(wei)(wei)原理(li)。依據(ju)WLAN的(de)方(fang)位(wei)(wei)(wei)服務(wu)具(ju)有設施(shi)簡單(dan)、掩蓋規模(mo)廣、服務(wu)可集成度(du)高(gao)級特色，但簡單(dan)受到其(qi)他信號的(de)干擾，定位(wei)(wei)(wei)器(qi)的(de)能耗也較高(gao)。
藍(lan)牙(ya)是一種短(duan)(duan)間隔無線通信(xin)(xin)技(ji)能(neng)(neng)。任何兩種設(she)備(bei)只需遵從(cong)了(le)藍(lan)牙(ya)標準協議，就可進行(xing)短(duan)(duan)間隔的無線數(shu)(shu)據(ju)(ju)通信(xin)(xin)。藍(lan)牙(ya)技(ji)能(neng)(neng)最早由愛立信(xin)(xin)公司 1994 年建議，2019年藍(lan)牙(ya)聯盟推出藍(lan)牙(ya) 5.1 技(ji)能(neng)(neng)標準，比較上(shang)一個版(ban)本，5.1版(ban)本在傳輸速率、傳輸間隔、以(yi)及(ji)針(zhen)對(dui)物聯網使用優(you)化等方面顯(xian)著進步(bu)。但目前依據(ju)(ju)藍(lan)牙(ya)技(ji)能(neng)(neng)的室內定位需求(qiu)(qiu)專(zhuan)(zhuan)用的定位信(xin)(xin)標，一起(qi)需求(qiu)(qiu)安裝專(zhuan)(zhuan)用程序(xu)經過使用層(ceng)上(shang)報定位數(shu)(shu)據(ju)(ju)。
其他較常見的(de)(de)定(ding)(ding)(ding)位(wei)(wei)(wei)(wei)技能還(huan)包含地磁(ci)定(ding)(ding)(ding)位(wei)(wei)(wei)(wei)、超寬帶定(ding)(ding)(ding)位(wei)(wei)(wei)(wei)、射(she)頻(pin)辨認(ren)定(ding)(ding)(ding)位(wei)(wei)(wei)(wei)等。地磁(ci)定(ding)(ding)(ding)位(wei)(wei)(wei)(wei)是使(shi)用地磁(ci)場(chang)(chang)的(de)(de)地磁(ci)三(san)分(fen)量、地磁(ci)總場(chang)(chang)以(yi)及磁(ci)偏角等參數，量化地磁(ci)空間點的(de)(de)地磁(ci)場(chang)(chang)特(te)征，進行(xing)準確認(ren)位(wei)(wei)(wei)(wei)。超寬帶定(ding)(ding)(ding)位(wei)(wei)(wei)(wei)技能經過發送和接(jie)收具有(you)納(na)秒或納(na)秒級以(yi)下(xia)的(de)(de)極窄(zhai)脈(mo)沖進行(xing)定(ding)(ding)(ding)位(wei)(wei)(wei)(wei)，與傳統的(de)(de)窄(zhai)帶體系比較，具有(you)定(ding)(ding)(ding)位(wei)(wei)(wei)(wei)精(jing)度高(gao)、穿(chuan)透(tou)力強(qiang)、功耗低、抗多徑(jing)效果(guo)好等優點。射(she)頻(pin)辨認(ren)（RFID）定位技能，設(she)置固(gu)定方(fang)位標簽，閱讀器使(shi)用射頻(pin)方(fang)法接(jie)收標簽信息，完成移(yi)動設(she)備(bei)辨認和定位的目的。RFID定位精度高，可達分米級(ji)，一起時(shi)延短、傳輸(shu)規(gui)模大(da)、本錢較低。
2.2 室內定位的使用場(chang)景
個(ge)人消費范(fan)疇，跟著移動(dong)互(hu)聯網技能(neng)開展和(he)自媒體等新使(shi)用形(xing)態的(de)普及(ji)，用戶(hu)關于個(ge)性(xing)化(hua)、定制化(hua)服(fu)務(wu)的(de)需求不斷進步。大型商(shang)業區(qu)能(neng)夠憑仗室內定位(wei)技能(neng)為前(qian)來(lai)購物的(de)顧客(ke)供給(gei)實時扶引服(fu)務(wu)和(he)個(ge)性(xing)化(hua)營銷(xiao)推(tui)廣(guang)服(fu)務(wu)，為用戶(hu)帶來(lai)便當的(de)一(yi)起，挖(wa)掘營銷(xiao)潛(qian)力，優化(hua)品牌規劃，進步效益(yi)。
公(gong)共服務(wu)范(fan)疇，機場、停(ting)車場、交通(tong)樞紐等場所(suo)經過(guo)(guo)為用戶供給(gei)導(dao)航(hang)和線路(lu)規劃，科學引導(dao)分流車輛、人(ren)群，保(bao)證(zheng)運營安全(quan)、進步(bu)運營效率(lv)。醫(yi)院(yuan)、養老(lao)院(yuan)內可(ke)樹立對需(xu)求特殊(shu)護(hu)理的(de)病患(huan)實(shi)時定(ding)(ding)位(wei)監控體系，防(fang)止意(yi)外產生；一(yi)起可(ke)與物(wu)聯(lian)網技能(neng)(neng)相結(jie)合(he)，對醫(yi)療(liao)設備進行定(ding)(ding)位(wei)，便(bian)利辦理及快速調配。在救災方面，經過(guo)(guo)建筑(zhu)物(wu)內定(ding)(ding)位(wei)信息(xi)，合(he)理安排救援(yuan)路(lu)線，進步(bu)救援(yuan)效率(lv)。工(gong)業(ye)(ye)范(fan)疇，使(shi)用方位(wei)信息(xi)和主(zhu)(zhu)動(dong)(dong)(dong)控制(zhi)技能(neng)(neng)完(wan)成(cheng)智能(neng)(neng)倉儲(chu)辦理、出(chu)產過(guo)(guo)程(cheng)追尋、主(zhu)(zhu)動(dong)(dong)(dong)貨物(wu)搬運、主(zhu)(zhu)動(dong)(dong)(dong)加工(gong)、主(zhu)(zhu)動(dong)(dong)(dong)巡(xun)檢(jian)，推進工(gong)業(ye)(ye)轉型晉級，到達降本(ben)增效目的(de)。關于具(ju)有危險性(xing)的(de)工(gong)廠，還需(xu)求對人(ren)員進行定(ding)(ding)位(wei)辦理，防(fang)備安全(quan)出(chu)產責任事故的(de)產生。
3、智(zhi)能室內定位體系方
3.1智(zhi)能定位(wei)體系需求剖析
針對定位(wei)(wei)體(ti)系面對的(de)(de)(de)各項挑戰(zhan)，智能室(shi)內數字化定位(wei)(wei)體(ti)系需求具(ju)備準確認位(wei)(wei)、快捷規(gui)劃、智能辦(ban)理(li)、敞(chang)開交互的(de)(de)(de)才(cai)能，以滿意(yi)規(gui)劃建(jian)造、使用、維護的(de)(de)(de)多樣性要求。
3.1.1 準確認位
完成更(geng)準確(que)的(de)定位(wei)(wei)是定位(wei)(wei)體系最重要(yao)的(de)方針，不同使用場(chang)景下，對定位(wei)(wei)精度的(de)要(yao)求(qiu)(qiu)有(you)所不同。超市、倉儲(chu)物流(liu)、展館講解等場(chang)景，需求(qiu)(qiu)亞(ya)米級的(de)定位(wei)(wei)才(cai)能(neng)。而室內導航、個(ge)人商業娛樂(le)、方位(wei)(wei)監控等使用，米極定位(wei)(wei)精度完全能(neng)夠滿意需求(qiu)(qiu)。
而(er)不(bu)同定(ding)(ding)位(wei)(wei)(wei)技(ji)能(neng)(neng)能(neng)(neng)到達的定(ding)(ding)位(wei)(wei)(wei)精度也(ye)有差異(yi)，數字化(hua)室分定(ding)(ding)位(wei)(wei)(wei)、Wi-Fi定(ding)(ding)位(wei)(wei)(wei)、藍牙定(ding)(ding)位(wei)(wei)(wei)精度相(xiang)對(dui)低，超(chao)寬帶定(ding)(ding)位(wei)(wei)(wei)、射頻辨(bian)認（RFID）定(ding)(ding)位(wei)(wei)(wei)和超(chao)聲波定(ding)(ding)位(wei)(wei)(wei)，相(xiang)對(dui)精度也(ye)較(jiao)高(gao)(gao)。因(yin)而(er)，在定(ding)(ding)位(wei)(wei)(wei)體系實(shi)際建(jian)造中，選用適(shi)宜的定(ding)(ding)位(wei)(wei)(wei)技(ji)能(neng)(neng)是保證定(ding)(ding)位(wei)(wei)(wei)功(gong)用的根底(di)條件。此(ci)外(wai)，還需求采(cai)取多種定(ding)(ding)位(wei)(wei)(wei)技(ji)能(neng)(neng)交(jiao)融完成高(gao)(gao)于單一定(ding)(ding)位(wei)(wei)(wei)技(ji)能(neng)(neng)功(gong)用的更高(gao)(gao)精度定(ding)(ding)位(wei)(wei)(wei)，并具備自適(shi)應算(suan)(suan)法(fa)批改(gai)才能(neng)(neng)，保證定(ding)(ding)位(wei)(wei)(wei)算(suan)(suan)法(fa)功(gong)用的穩(wen)定(ding)(ding)性。
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