上海交大裴淩:智能環境感知與室內定位

作者: 伊人影院科技集團 / 時間: 2019-05-20 19:21:06
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  2017年8月17日,由中國物聯網產業應用聯盟主辦,深圳物聯傳媒承辦的主題為“物聯網時代的位置服務與應用”--2017深圳國際定位技術與應用高峰論壇在深圳會展中心隆重舉行。上海北鬥創新研究院副院長,上海交大北鬥實驗室裴淩教授出席此次高峰論壇,並作了主題為“智能環境感知與室內定位”的最新行業研究與行業趨勢分享。

上海交大裴淩:智能環境感知與室內定位

  為甚麽要談環境感知?裴教授認為,因為伊人影院要定位,首先要感知環境。而對於室內定位方法常見分為三種:satellite-based、Network-based、Sensor-based。這些定位方式在不斷的發展與技術演進中有一些新的發展趨勢:高精度通導一體,運動輔助室內定位,群智感知的新的方法利用在指紋定位方麵。

  高精度通導一體

  移動通信網絡具備室內定位的多種優勢:無縫覆蓋,使能定位連續性;終端的高滲透率保證定位信息的統計價值;LTE、5G、wifi大帶寬,多天線,密集組網的技術特性,使得高精度定位成為可能。傳統的Cell+ID+RTT定位方式可以實現20-60米的定位精度,智能天線MIMO+TDOA/AOA可以實現5-10米的定位精度。

  據裴教授介紹,目前交大和華為合作的基於5G的通信定位,利用5G的Massive MIMO、多天線、密集組網等特性,實驗係統現在已經達到米級定位精度。麵對室內可以解決室內環境複雜,多樣以及多徑豐富等難點,基於5G通信網高精度測角定位技術,利用5G大帶寬,多天線,密集組網的技術特性,實現室內環境下的高精度定位。

  基於WiFi的新協議802.11NGP,目前主要是Cisco在牽頭製定協議標準,該協議的目標是為了達到1米甚至是0.1米的定位精度。現行WiFi標準,理論上可以達到0.7米的定位精度,而真實場景測試一般為2-4米。利用WiFi定位的優勢在於,通信網絡覆蓋廣,普遍存在,有一定的用戶基礎,可以免費使用,需要高密分布。此外,裴教授表示,利用現有的WiFi協議802.11n,充分利用頻帶的一些特征,也可以實現10cm的定位精度。

  基於藍牙5.0的通信協議可以提高定位精度至1米內,比如Marvel一款芯片Avaster 88W899,利用BLE定角以及802.11mc結合的方法可以實現小於1m的定位結果。

  運動輔助室內定位

  一般利用PDR定位的時候,手一定要放平才能得到準確的定位。而如果想要在任何自然狀態下進行準確的定位,可以采用NPDR進行運動輔助定位解決這個問題。在室外通過藍牙、WiFi、GPS等定位獲得初始位置,初始位置給手機內的傳感器加速度計,陀螺儀等,從而做一些步態,步長以及航向的估計。然後通過運動輔助定位對狀態進行測準,然後在粒子濾波器中利用地圖或者指紋數據庫進行約束,最後在手機終端實現高精度的定位。據裴教授介紹利用上海交大目前利用粒子濾波+高精地圖+運動識別的這種方式進行的定位試驗目前95%的概率可以達到0.8米的定位水平。

上海交大裴淩:智能環境感知與室內定位

  裴教授表示,上海交大和中興通訊一起合作的一個地下停車場測試,禁止國內炒作和交易比特幣,通過將藍牙beacon與NPDR結合,經過各種環境下的場測結果,可以達到1m以內的定位精度。

  群智感知指紋庫

  指紋定位很大的一個問題在於,需要很大的精力去采集指紋,采完指紋後,它還會變化,需要去更新和維護指紋庫。利用群智指紋的方法可以解決這個問題,通過個人在自然狀態下的室內活動進行指紋采集,從而實現低成本的指紋采集和更新。

  裴教授表示,通過和阿裏在北京望京新世界做了一個測試,結果表明群智感知指紋庫是具有可行性的,可以實現低成本的指紋采集和指紋庫更新。

  最後,裴教授表示,室內定位不僅僅是定位本身,室內定位的發展趨勢還包括行為感知、構圖建模、目標識別以及場景理解,而這些都是伊人影院接下來值得挖掘與深入研究的領域。

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