雖然基于全球定位系統(tǒng)(GPS)的室外定位應(yīng)用已非常普遍,然而仍有一些難題沒有解決。想必大家都有如下的類似經(jīng)歷:
臨近航班要起飛,大喇叭一廣播要更改登機(jī)口,在擁擠的機(jī)場里握著手機(jī),好家伙,費(fèi)半天勁兒,看到的是這個(gè)地圖▼
查好了圖書的編目信息,兜兜轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)好不容易找到對應(yīng)的書架,不知道為啥還是找不到對應(yīng)的圖書▼
更別說在大型商場、超市買東西了,簡直就是一個(gè)拼腳力的活,如果有個(gè)定位導(dǎo)航,直接告訴洗衣粉、牛奶在哪個(gè)貨架,那多好啊。
顯然,這些都是室內(nèi)定位的強(qiáng)需求。
室內(nèi)沒有信號/無法知道高度,是GPS的硬傷,可是它的原理是不變的,找一個(gè)室內(nèi)有信號&知道高度的東西,來替代GPS即可。
不同的室內(nèi)定位技術(shù)
目前WiFi是相對成熟且應(yīng)用較多的技術(shù),這幾年有不少公司投入到了這個(gè)領(lǐng)域。但這種定位方法容易受其他信號的干擾,從而影響定位精度,并且定位器的能耗也比較高,不利于節(jié)能環(huán)保。
另外部署比較多的是藍(lán)牙定位技術(shù),它是一種基于Buletooth-LowEnergy(BLE,低功耗藍(lán)牙)的信號廣播設(shè)備,每一個(gè)設(shè)備有且只有唯一的ID。最近推出的Beacon就是利用這種特性,在一個(gè)區(qū)域內(nèi)廣播自己的信號,通過這種方式它就完成了對一個(gè)特定的區(qū)域的標(biāo)記。
美國首個(gè)采用藍(lán)牙Beacon技術(shù)的機(jī)場——邁阿密國際機(jī)場
Beacon也能和LED燈結(jié)合起來,提供定位服務(wù)——把藍(lán)牙Beacon內(nèi)置LED燈內(nèi),一款面向物聯(lián)網(wǎng)未來的LED定位照明產(chǎn)品出現(xiàn)了。美國零售業(yè)巨頭Target(塔吉特)公司去年宣布正在更新他們的應(yīng)用程序以支持該種技術(shù)。應(yīng)用起來是這么一個(gè)場景:在Acuity LED天花板燈中嵌入藍(lán)牙芯片,便成了藍(lán)牙beacon平板定位照明燈,無論身處在Target商場中的哪一處,室內(nèi)的Beacon網(wǎng)絡(luò)都能幫你找到方向,并且是通過手機(jī)上的Target App實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)顧客在商店內(nèi)走動時(shí),App中的地圖上就能顯示顧客當(dāng)前的位置,他們只需點(diǎn)擊購物清單中的商品,App就會在地圖上顯示這個(gè)商品的確切位置。更棒的是,它還能告訴你該商品是否正在打折。
Proximity.Directory的報(bào)告指出,美國排名前20的零售商中,75%已經(jīng)實(shí)施了Beacon技術(shù),包括Walmart(沃爾瑪)、 Macy’s (梅西) 和Rite Aid (來愛德) 。
另外,目前的室內(nèi)定位解決方案都是綜合多種技術(shù),比如Target不僅針對藍(lán)牙技術(shù)進(jìn)行測試,其平臺也支持下面即將提到的VLC系統(tǒng)等。
基于可見光通信(Visible Light Communication;VLC)的定位技術(shù)其前景也被不少人看好。燈,在室內(nèi)無處不在。如果給燈編上號碼,也就是ID,這就是物聯(lián)網(wǎng)的概念,有了唯一的標(biāo)識符,那么就像GPS定位一樣,如下圖中的三盞燈和手機(jī)前置攝像頭就能搞定一個(gè)具體3D位置,其精準(zhǔn)度可提升至1公尺內(nèi),甚至可以達(dá)到厘米級定位精度,大幅降低誤差機(jī)率。
高通是這方面的領(lǐng)先者。2016年該公司宣布,旗下高通創(chuàng)銳訊(Qualcomm Atheros)與Acuity Brands將展開密切合作,聯(lián)手布建采用Acuity Brands的Bytelight Services商標(biāo)的LED照明燈具及服務(wù),利用高通Lumicast技術(shù)為零售業(yè)者提供各種室內(nèi)定位功能與服務(wù)。任何場所只要裝設(shè)支援Lumicast技術(shù)的LED燈具,就能向消費(fèi)者提供準(zhǔn)確的資訊,以便進(jìn)行導(dǎo)覽、定位事物、或推薦極富價(jià)值的商品。
據(jù)高通公司人士介紹,基于VLC的定位技術(shù)能夠做到:提供3D的位置,水平誤差10cm;提供精度在5度左右的方向性;定位速度很快,首次定位時(shí)間在100ms內(nèi);更新的速率10Hz。另外,終端數(shù)量的擴(kuò)大對性能沒有任何的影響,在一個(gè)房間中無論是一個(gè)終端還是100個(gè)終端對性能都沒有任何影響。該LED可見光通信系統(tǒng)目前在北美有很多商場已經(jīng)在部署。
飛利浦也在倡導(dǎo)該技術(shù),已率先研發(fā)出了光通信室內(nèi)導(dǎo)航定位系統(tǒng)。2015年,飛利浦就宣布在家樂福法國的一個(gè)旗艦店采用可見光通信實(shí)現(xiàn)超市室內(nèi)導(dǎo)航服務(wù),在家樂福超市里布置了約800 個(gè)LED燈。2017年,荷蘭埃因霍溫市中心的萬得城電器(MediaMarkt)旗艦店也推出依托創(chuàng)飛利浦照明LED室內(nèi)定位系統(tǒng)的”購物導(dǎo)航”應(yīng)用程序("Store Guide” app),幫助顧客借助智能手機(jī)快速定位商品位置并提供引導(dǎo)服務(wù)。
智能照明競爭者頗眾,所以,針對智能照明的延伸應(yīng)用,研發(fā)尚未普及的室內(nèi)定位系統(tǒng),自然成為不少國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)及企業(yè)新的爭相布局之地。
目前,LED可見光通信室內(nèi)定位技術(shù)的前30名頂級參與者中,飛利浦以89項(xiàng)技術(shù)獨(dú)占鰲頭,高通、松下、三星電子、英特爾、理光等勢均力敵,專利技術(shù)在 30 ~ 40 項(xiàng)之間,其他機(jī)構(gòu)專利技術(shù)則低于 25 項(xiàng)。在前30名參與者中,企業(yè)23家,且前8名均為企業(yè),即企業(yè)主導(dǎo)了LED可見光通信室內(nèi)定位專利技術(shù),表明全球范圍內(nèi)該技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入發(fā)展期。
LED可見光通信室內(nèi)定位技術(shù)的前30名頂級參與者
LED可見光通信室內(nèi)定位技術(shù)涉及的領(lǐng)域眾多,因此想要進(jìn)入還是有一定的難度。比如上述提到的萬得城電器案例中,“購物導(dǎo)航”應(yīng)用程序由電子商務(wù)解決方案提供商novomind研發(fā)。負(fù)責(zé)電子地圖和路徑安排的是美國Aisle411公司,它是飛利浦照明長期合作伙伴之一。瑞典電子貨架標(biāo)簽公司Pricer則提供創(chuàng)新的產(chǎn)品陳列定位系統(tǒng)。
據(jù)悉,關(guān)于LED可見光通信室內(nèi)定位專利技術(shù)中,除了可見光通信及其相關(guān)的基本支撐技術(shù)外,LED光的發(fā)射、識別技術(shù)以及基于終端的定位技術(shù)、車輛定位技術(shù)競爭較為激烈,是目前該領(lǐng)域的熱點(diǎn)技術(shù);光網(wǎng)技術(shù)、多模式融合定位等技術(shù)已有一定的布局,屬于該領(lǐng)域的前沿技術(shù)。
室內(nèi)定位將人與物、物與物聯(lián)系在一起,未來的智能制造、智慧城市、智慧建筑等,都將依賴高精度的室內(nèi)定位能力,室內(nèi)定位市場將漸成剛需。而鑒于LED可見光通信室內(nèi)定位技術(shù)的優(yōu)勢及特點(diǎn),其市場前景廣闊,同時(shí)也能給航空、航海、地鐵、高鐵、室內(nèi)導(dǎo)航和井下作業(yè)等領(lǐng)域帶來創(chuàng)新應(yīng)用和價(jià)值體驗(yàn)。
暨南大學(xué)教授陳長纓表示:“室內(nèi)定位將是可見光通信商用的第一步?!蔽磥砣裟艽笠?guī)模商用,將可開啟LED智慧照明應(yīng)用另一片新天地。
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原文標(biāo)題:LED可見光通信室內(nèi)定位 智能照明應(yīng)用新藍(lán)海
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