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杭州品铂楼喜中:室内定位技术从研究到实用


作者:莫非 来源:物联网世界 2017-04-11 09:37:32 填写您的邮件地址,订阅我们的精彩内容:

摘要:随着室内定位技术的快速发展和应用需求的驱动,目前室内定位各项性能指标已经逐渐能满足客户的实际应用需求。室内定位产品也逐渐从理论研究、原型系统开始真正的走向市场。在面向市场的情况下,如何准确理解各行业客户真实的需求,如何在客户可接受的成本下满足客户的需求,成为行业从研究到实用的最后一道关卡?

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  随着室内定位技术的快速发展和应用需求的驱动,目前室内定位各项性能指标已经逐渐能满足客户的实际应用需求。室内定位产品也逐渐从理论研究、原型系统开始真正的走向市场。在面向市场的情况下,如何准确理解各行业客户真实的需求,如何在客户可接受的成本下满足客户的需求,成为行业从研究到实用的最后一道关卡?

  2017年3月30日下午,由国际物联网贸易应用促进会与深圳物联传媒主办的2017苏州国际室内无线实时定位技术与应用高峰论坛在苏州国际博览中心隆重举办。室内无线定位领域一线企业聚集,2016年荣获IPSN微软全球定位大赛3D组季军的杭州品铂科技CTO楼喜中博士以“室内定位技术从研究到实用“为主题针对上述问题从精度、覆盖、容量、功耗、工程部署和维护等方面,从总运营成本的角度出发,分享了如何构建一个能满足客户性能需求,并且成本可控的产品?

杭州品铂楼喜中:室内定位技术从研究到实用

  杭州品铂科技CTO楼喜中博士

  据楼喜中博士介绍,现在室内定位技术很多,比较常见的有UWB、声学、惯性导航、WiFi/蓝牙/Zigbee等等,但还没有一项技术可以单独的来解决所有的室内定位问题。一个技术要规模化运用,需要考虑技术的精确度、穿透性、抗干扰性、功耗、布局的复杂程度以及应用成本等因素。

杭州品铂楼喜中:室内定位技术从研究到实用

  目前各种定位技术在应用中都存在一些制约因素。如UWB当前难与手机集成,惯性导航存在初始位置和初始方向、累计误差、功耗 ;声学(超声波/可听声波)易受阻挡,在容量、实时性、功耗方面有所限制;Wifi/蓝牙/Zigbee定位精度相对较低,功耗略高;RFID:2.4GHz/900MHz/125KHz,精度、阻挡 ;移动通信基站受精度、功耗限制 ;光学(激光/红外/可见光)受阻挡、功耗、成本限制;图像处理(摄像头)受功耗、照明限制。

  以UWB技术应用为例,如何构建一个满足用户需求的定位产品?

  定位精度

  UWB定位技术在应用中,空旷无阻挡情况下,最高能达到厘米级的精度,实用能达到0.3米以下精度 ;在办公室环境下,存在人体、墙壁、玻璃、家具等,实用能达到0.5米精度(1倍sigma);在考虑降低成本的情况下(室内基站密度20米),定位精度为1.0米(1倍sigma)。

  覆盖

  单区域含4个定位基站,区域可以级联 。在室外或空旷场地,单区域可以覆盖200*200米范围 。室内有阻挡环境 ,基站距离通常在15~30米之间(取决于实体墙数量,穿一堵墙保持能定位的性能,穿两堵墙性能显著下降,很可能造成定位失败)人体影响较小,玻璃、隔板墙的影响较小;金属物体影响明显 。

  容量

  ToA容量受限,精度相对高一些。TDoA容量 ,单区域理论极限容量5000次/秒以上 ;考虑到功耗、碰撞、多用户等因素,实际容量在1000~2000次/秒左右 。

  功耗

  收发时的瞬时功耗将达到GPS接收机水平。单次工作时间短,实际功耗低 。目前在4次/秒的情况下,1000mAH电池,可以达到3个月的工作时间。主要降低功耗措施: 减少单次发射时间,降低待机功耗 。

  工程部署

  工程部署需要考虑定位基站数量;供电方式通常为PoE供电或者就近取电 ;数据回程线路可以是网线、光纤、WIFI/3G/4G;后期还需要进行网络维护 。

  Abell定位系统横空出世

  在综合考虑定位精度、成本、功耗等参数的情况下,杭州品铂科技对UWB定位技术进行优化之后推出了Abell定位系统,并且凭借该技术获得了2016微软全球室内定位大赛3D组的季军,成为唯一在3D组获奖的中国参赛队伍。

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  据楼喜中博士介绍,Abell定位系统基于时间同步的TDOA定位技术;实现稳定的小于0.5米定位精度,最高0.1米以下(实用定位精度取决于客户成本投入);支持3D、2D、1D,可扩展ZONE定位;发射一包定位数据时间<0.3ms ;以太网即可实现1ns高精度的基站同步网络;终端24h工作的平均功耗低达0.24mAH,节能低至0.1mAH;单定位区域内轻松实现200个终端密度的定位 。

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  最后,楼博士表示,室内定位技术及产业链已经逐渐成熟,应用需求也呼之欲出,但室内位置服务市场在国内仍处于起步阶段,杭州品铂科技希望和产业上下游的企业一起共同打造一个健康、可持续发展的行业。各项性能指标要逐步演进和稳步提高,虚高的指标对整个行业的发展尤为不利,要让行业企业愿意投入研发,要解决用户的实际问题 。

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