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1、室内室内(sh ni)(sh ni)定位技术简析定位技术简析第一页，共14页。定位(dngwi)的概念定位就是在一个特定的坐标系统中确定(qudng)一个目标的空间位置。定位是导航的基础；定位有室内和室外区分第二页，共14页。定位(dngwi)原理图解单点定位：即绝对定位，通过一个接收器来确定位置；差分定位：即相对定位，通过增加(zngji)一个参考接收器来提供定位精度。目前定位精度最高。第三页，共14页。室内定位(dngwi)常用算法起源蜂窝小区技术；时间(shjin)到达法(TOA);时间(shjin)到达差法(TDOA)；信号强度法(RSSI)；到达角度差法(AOA)第四页，共14页。室
2、内定位技术(jsh)分类GNSS技术(如伪卫星)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，基本不可用；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在室内应用广泛。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；其他定位技术如计算机视觉，航位推算等，以及GNSS与无线定位技术的组合技术（A-GPS或A-GNSS）第五页，共14页。室内定位技术(jsh)实现-红外线室内定位技术描述：红外线是一种波长间于无线电波和可见光 波之间的电磁波。待测物体附上一个电子标识，该标识通过红外发射机向室内固定(gdng)放置的红外接收机周期发送该待测物唯一ID，
3、接收机再通过有线网络将数据传输给数据库。特点：精度5-10米，传输距离短，易受墙体阻隔，灯光干扰，实用性较低。使用场景：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。第六页，共14页。室内(sh ni)定位技术实现-超声波定位技超声波定位技术术描述：超声波描述：超声波测测距主要采用反射式距主要采用反射式测测距法，通距法，通过过三角定三角定位等算法确定物体的位置，即位等算法确定物体的位置，即发发射超声波并接收由被射超声波并接收由被测测物物产产生的回波，根据回波与生的回波，根据回波与发发射波的射波的时间时间差差计计算出待算出待测测距离，有的距离，有的则则采用采用单单向向测测
4、距法。距法。特点：超声波定位整体定位精度特点：超声波定位整体定位精度较较高，高，结结构构简单简单，但超，但超声波受多径效声波受多径效应应和非和非视视距距传传播播(chunb)影响很大，同影响很大，同时时需要大量的底需要大量的底层层硬件硬件设设施投施投资资，成本太高。，成本太高。使用使用场场景：海上探景：海上探矿矿，主要用于，主要用于无人无人车间车间的物品定位等。的物品定位等。第七页，共14页。室内(sh ni)定位技术实现-蓝蓝牙技牙技术术蓝蓝牙技牙技术术通通过测过测量信号量信号强强度度进进行定位。行定位。这这是一是一种短距离低功耗的无种短距离低功耗的无线线传输传输技技术术，在室内安装，在室内
5、安装适当的适当的蓝蓝牙局域网接入牙局域网接入点，把网点，把网络络配置配置(pizh)成基于多用成基于多用户户的基的基础础网网络连络连接模式，接模式，并保并保证蓝证蓝牙局域网接入牙局域网接入点始点始终终是是这这个微微网个微微网(piconet)的主的主设备设备，就可以就可以获获得用得用户户的位置的位置信息。信息。蓝蓝牙技牙技术术主要主要应应用于小范用于小范围围定位；定位；特点：特点：设备设备体体积积小、易小、易于集成，于集成，设备设备价格价格贵贵，稳稳定性差，受噪音信定性差，受噪音信号干号干扰扰大。大。使用使用场场景：景：应应用用对对人的人的小范小范围围定位，例如商定位，例如商场场等等第八页，共
6、14页。室内(sh ni)定位技术实现-射射频识别频识别技技术术描述：利用射描述：利用射频频方式方式进进行非接触式双向通信交行非接触式双向通信交换换数据以达到数据以达到识识别别和定位的目的。和定位的目的。这这种技种技术术作用距离短，一般最作用距离短，一般最长为长为几十米。几十米。但它可以在几毫秒内得到厘米但它可以在几毫秒内得到厘米级级定位精度的信息，且定位精度的信息，且传输传输范范围围很大，成本很大，成本较较低。同低。同时时由于其非接触和非由于其非接触和非视视距等距等优优点，可望成点，可望成为优选为优选的室内定位技的室内定位技术术。特点特点(tdin)：标识标识的体的体积积比比较较小，造价比小
7、，造价比较较低，但是作用距低，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离近，不具有通信能力，而且不便于整合到其他系统统之中。之中。使用使用场场景：景：仓库仓库、工厂、工厂、商商场场广泛使用在广泛使用在货货物、商物、商品流品流转转定位上。定位上。第九页，共14页。室内定位技术(jsh)实现-超超宽带宽带技技术术描述：超描述：超宽带宽带技技术术是一种全新的、与是一种全新的、与传统传统通信技通信技术术有极大差异有极大差异的通信新技的通信新技术术。它不需要使用。它不需要使用传统传统通信体制中的通信体制中的载载波，而是通波，而是通过发过发送和接收具有送和接收具有纳纳秒或秒或纳纳秒秒级级以下
8、的极窄脉冲来以下的极窄脉冲来传输传输数据，数据，从而具有从而具有GHz量量级级的的带宽带宽。超。超宽带宽带可用于室内精确定位可用于室内精确定位(dngwi)，例如，例如战场战场士兵的位置士兵的位置发现发现、机器人运、机器人运动动跟踪等。跟踪等。特点：穿透力特点：穿透力强强、功耗低抗多径效果好、功耗低抗多径效果好、安全性高系安全性高系统统复复杂杂度低、能提供精确定位度低、能提供精确定位(dngwi)精度。可以精度。可以应应用于室内静止或者移用于室内静止或者移动动物体物体以及人的定位以及人的定位(dngwi)跟踪与跟踪与导导航，提供十分精确的定位航，提供十分精确的定位(dngwi)精度。精度。第十
9、页，共14页。室内定位(dngwi)技术实现-Wi-Fi技技术术无无线线局域网局域网络络(WLAN)是一种全新的信息是一种全新的信息获获取平取平台，可以在广泛的台，可以在广泛的应应用用领领域内域内实现实现复复杂杂的大范的大范围围(fnwi)定位、定位、监测监测和追踪任和追踪任务务，而网，而网络节络节点自点自身定位是大多数身定位是大多数应应用的基用的基础础和前提。当前比和前提。当前比较较流流行的行的Wi-Fi定位是无定位是无线线局域网局域网络络系列系列标标准之准之IEEE802.11的一种定位解决方案。的一种定位解决方案。该该系系统统采用采用经验测试经验测试和信号和信号传传播模型相播模型相结结合
10、的方式，易于安合的方式，易于安装，需要很少基站，能采用相同的底装，需要很少基站，能采用相同的底层层无无线线网网络络结结构，系构，系统总统总精度高。精度高。特点：信号易被干特点：信号易被干扰扰从而影响精度，能耗高。从而影响精度，能耗高。第十一页，共14页。室内定位(dngwi)技术实现-ZigBee技技术术是一种短距离、低速率无是一种短距离、低速率无线线网网络络技技术术，它介于射，它介于射频识别频识别(shbi)和和蓝蓝牙之牙之间间，也可以用于室内定位。它有自己的无也可以用于室内定位。它有自己的无线电标线电标准，在数千个微小的准，在数千个微小的传传感器之感器之间间相互相互协调协调通信以通信以实现
11、实现定位。定位。这这些些传传感器只需要很少的能量，以接力的方式通感器只需要很少的能量，以接力的方式通过过无无线电线电波将数据从一个波将数据从一个传传感器感器传传到另一个到另一个传传感器，所以它感器，所以它们们的通信效率非的通信效率非常高。常高。特点：低功耗低成本。特点：低功耗低成本。第十二页，共14页。室内定位(dngwi)技术实现-IBeacon技技术术iBeacon是苹果公司推出的一是苹果公司推出的一项项室内定位技室内定位技术术，通，通过软过软件件(runjin)和硬件的和硬件的结结合，从而大大提高室内精度，从原来的几百米，几十米，提合，从而大大提高室内精度，从原来的几百米，几十米，提高到一米以内的定位精度。高到一米以内的定位精度。第十三页，共14页。小结(xioji)总之，使用无线通讯技术来实现定位(dngwi)的目标有很多，包括其他新兴的还处于试验室阶段的如：计算机视觉、光跟踪定位(dngwi)、基于图像分析、磁场以及信标定位(dngwi)等。不管是哪一种技术都有一定的局限性，发挥各自的优长，则既可以提供较好的精度和响应速度，又可以覆盖较广的范围，实现无缝的、精确的定位(dngwi)。第十四页，共14页。