三種常見的室內(nèi)無線定位技術算法(哪種適合養(yǎng)在室內(nèi))

三種 算法 定位 室內(nèi) 常見| 2022-12-14 hwszkj

室內(nèi)定位

技術進過了幾十年的發(fā)展,從未像今天這樣引起大家的關注,這無疑得益于室內(nèi)定位技術在這幾年的蓬勃發(fā)展。那么常見的室內(nèi)定位技術算法有哪些呢?

室內(nèi)無線定位技術可以這樣分成三類:

1、近鄰法

2、三邊(角)測量法

3、模式匹配法。

近鄰法:

最簡單的方式,直接選定那個信號強度最大的AP的位置。糾正一個很容易被誤導的地方,目前大多數(shù)手機中的定位方式為(GPS/AGPS、基站定 位、WiFi定位),這里的WiFi定位并不是位置指紋法,而是近鄰法,定位結果是熱點位置數(shù)據(jù)庫中存儲的當前連接的WiFi熱點的位置。

三邊(角)測量法:

通過信號的各種參數(shù)得到目標與AP的距離或者角度,用幾何方法計算出位置。

包括到達時間法、相對到達時間法、到達角度法、基于信號強度的測距方法,及其混合算法。

這些方法一般應用在蜂窩網(wǎng)基站定位中。

模式匹配法:

基本就是上面所說的位置指紋法了,只是這個說法更寬泛一些。

除了上面這些使用無線信號進行定位的技術外,還有基于地磁的定位和慣性導航技術,可以用來和上面的方法進行混合定位。

地磁信息:

手機里的磁力計可以測得磁場強度,而建筑物導致了各個位置處的磁場有些區(qū)別。

慣性導航:

加速度計、磁力計/陀螺儀,用來判斷目標的移動方向與移動距離,從而進行位置跟蹤。

另外,學術界研究的室內(nèi)定位方式主要包括:紅外線、超聲波、藍牙、RFID、UWB、WiFi、ZigBee、麥克風陣列、室內(nèi)電力線、地磁、慣性測量、計算機視覺。

實現(xiàn)精確的室內(nèi)導航需要解決哪些問題?

各種方案的缺點:

近鄰法定位精度得不到保證;三邊(角)測量法理論上精度較高,但對于普通設備來說,時間、角度這些參數(shù)較難獲?。换靖采w范圍大,角度偏一點就 會造成很大誤差,更何況各種非視距和多徑環(huán)境的影響,精度一般百米以上。所以現(xiàn)在手機室內(nèi)高精度定位大多使用第三種方法(位置指紋法)。但是很多年過去 了,室內(nèi)定位的推廣遠沒有當時預想的那么快,原因在于:

室內(nèi)地圖的建立很復雜,至少比室外地圖難多了。

位置指紋法需要在每個需要定位的區(qū)域內(nèi)采集大量數(shù)據(jù)。雖然現(xiàn)在有各種加快建立指紋庫的方式,但還是得花不少時間。

不是所有的地方有大量WiFi覆蓋。每個位置至少得同時掃描到兩三個較強的WiFi才能定位,wiFi數(shù)量越多理論上定位精度越高。

至于需要解決的問題,現(xiàn)在的情況是沒有一種方案既便宜又好用,那么大家要解決的問題就是怎樣去達到低代價高精度的定位,想來想去現(xiàn)在還是只有位置指紋法還 湊合,然后在此基礎上可以加點磁場和慣導(數(shù)據(jù)獲取較簡單)提高下精度。位置指紋法本身沒有多大的技術難點,但是實施起來比較耗時耗力。另外,使用計算機 視覺來做室內(nèi)定位的遐想空間比較大,但是有技術難度。