室内导航定位技术与进展

Google 二维室内地图
2.5维地图、虚拟现实
地图室内外一体化
地物模型 二维面 三维实体模型 拓扑关系
五、商业解决方案
谷歌方案 定位技术：依靠GPS（室内一般也能搜索到2～3颗卫 星）、wifi信号、手机基站 室内地图：“众包”的方式解决数据源的问题，就是鼓 励用户上传建筑平面图
Ubisense系统
定位精度可达15cm,是目前国内无线电定位的最高精度
其它技术 视频-（图像识别、二维码等） 无线电-（FM） 地磁场等
三、室内定位原理
距离测量 到达时间(Time of Arrival，TOA) 到达时间差( Time Difference of Arrival，TDOA ) 到达角度( Angle of Arrival，AOA ) 接收信号强度指示（Received Signal Strength Indicator， RSSI） 位置指纹 IP、信号强度 、RFID、二维码编码等
WiFi
Wi-Fi是一种能够将个人电脑、 手持设备（如PDA、手机） 等终端以无线方式互相连接 的技术，距离100米以内。
Zigbee-工业控制
一种低速短距离传输的无线网络协定。 低速、低耗电、低成本、支援大量 网络节点、支援多种网络拓扑、 低复杂度、快速、可靠、安全
蓝牙(blue-tooth)
4、ZIGBEE
5、UWB 6、蓝牙 7、其它技术
A-GPS(Assisted GPS)
A-GPS 系统可以通过运 营商基站信息来பைடு நூலகம்行快速 定位
RFID – 物流领域
射频识别（RFID）技术是一种利用射频通信实现的非 接触式自动识别技术。 有源（主动）：可达30米 无源（被动）：最远可达10米 近场通信（Near Field Communication，NFC） 允许电子设备之间进行非接触式 点对点数据传输（在十厘米内） 交换数据
TOA
基于TOA测距时，已知信号的传播速度，则可根 据信号的传播时间来计算节点之间的距离。
TDOA
发射节点同时发射两种不同传播速度的无线信号，这两种无线信号的传播速度已知。接收 节点根据两种无线信号到达的时间差，计算两个节点之间的距离
RSSI
基于RSSI测距时，已知发射节点的发射信号强度，接收节点 根据接收到的信号强度，计算出信号的传输损耗，然后根据 理论或经验模型将传输损耗转化为两个节点之间的距离。
Qubulus方案 跟IndoorAtlas不同的是，Qubulus公司根据无线电信号（Radio Signature）来 定位。每一个位臵的无线电信号数量、频度、强度等也是不同的， Qubulus根据这 些差异计算出你的具体位臵。使用Qubulus的方案，你同样需要收集室内的无线电 信号。Qubulus也提供了开发工具包，很容易申请下来。开发工具包里有一个例子， 可以使用Eclipse直接编译通过。
室内需要导航定位怎么办？
1、大型商场里面借 助室内导航快速找到 出口、电梯 2、家长用来跟踪小 孩的位置避免小孩在 超市中走丢
3、商店根据用户的 具体位置向用户推送 更多关于商品的介绍
GNSS缺陷 室内信号遮挡无法定位 民用定位精度过低（10m左右）
二、室内定位技术
1、A-GPS
2、RFID、NFC 3、WIFI
杜克大学方案 杜克大学则借助现实生活中路标（landmarks）的思想，正在开发一个叫做 UnLoc的应用。此应用通过感知wifi、3G信号死角，以及一些运动特征，如电梯、 楼梯等，并根据这些位臵已知的路标来计算你的位臵。当你移动的时候，就根据 其他感应器（ 陀螺仪、加速度传感器、方位传感器等）来跟踪你的位臵。这一过 程精度会逐渐降低，但当你到达下一个路标时，位臵就会被校准。
理论模型
位置指纹库
192.168.123.70
13楼教室机房
RSSI指纹
IP指纹
射频标签ID号
二维码
四、室内导航电子地图
室内位置服务系统基本功能 1、 地图定位 2、设施查询（商铺、洗手间、电梯等） 3、路径导航
地图可视化
空间数据模型
地图可视化
http://ditu.google.cn/maps?client=aff-cs-360sechannel&channel=bookmark&hl=zh-CN&tab=wl
是一种支持设备短距离通信（一般10m内）的无线电技 术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电 脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。 蓝牙4.0 通讯距离达10米
UWB(Ultra Wideband)超宽带 一种无载波通信技术，利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄 脉冲传输数据。有人称它为无线电领域的一次革命性进展， 认为它将成为未来短距离无线通信的主流技术。 具有极强的穿精度透能力，可在室内和地下进行精确定位。 UWB 信号的有效传输距离在10m 以内，UWB 普遍地定 位于个人局域网范畴
卫星导航定位技术研究中心 2012-11-20
一、概述 二、室内定位技术 三、室内定位原理 四、室内导航电子地图
五、商业解决方案
六、室内定位的机遇与挑战
一、概述
室外GNSS导航定位
室内定位移动位置服务的最后一米
-人们平均80-90%的时间在室内 -70%的移动电话使用和80%的数 据连接使用来自室内
诺基亚方案
技术手段：High Accuracy Indoor Positioning (HAIP)
HAIP使用由诺基亚开发的低功耗无线信号技术，该技术将成为蓝牙技术的 一种标准。 •HAIP技术包括固定于屋顶的方向性发射台，可以用来接受和发射定位信号。 •HAIP的准确度和可靠性比WLAN有非常明显的优势，可以达到一米以下， 办公室环境里甚至可以达到30厘米，而且不受环境因素影响。 •HAIP覆盖范围广。一个发射台可以覆盖100米的距离，在较高的屋顶安装， 覆盖范围可以达到1000平方米。 •HAIP低功耗的特点也非常突出。发射台可以使用电池，而一般的纽扣电池 就可以使电子标签使用两年以上。
室内定位的挑战 •技术挑战 •GPS信号难以进入室内 •室内环境的干扰很多 •信号反射，折射，衍射产生多径传播， •环境温度，湿度，物体变动，人员走动，都会导致接受信号的变化， 影响定位的精度 •现有的几种技术都有其局限性 •光跟踪设备复杂 •超声波易受温度影响 •红外易受光干扰和障碍物影响 •视觉技术对图像处理能力要求很高 •RFID需要特定设备分布和配套设施 •还有UWB，蓝牙，WLAN等等射频技术，都难以满足广泛的需求。 •商业挑战 •目前还没有大规模使用的方案
IndoorAtlas方案 IndoorAtlas是一家专注于室内导航解决方案的公司，刚成立不久。IndoorAtlas 的方案基于地球磁场，依据是每一个具体位臵的磁场信息都不一样。不过使用这 种技术进行导航比较麻烦，首先用户需要上传建筑平面图，然后还需要你拿着移 动设备绕室内一圈，记录下各个位臵的地磁信号特征，这些信息需要上传到 IndoorAtlas的服务器。最后，你需要使用IndoorAtlas提供的工具包开发一个应用才 能使用定位功能（IndoorAtlas的开发工具包可以在线申请，不过笔者申请了两次 都没结果）。