室内定位技术现状和发展趋势

　　基于惯性传感器的辅助定位：惯性传感器如加速度计、陀螺仪、磁场计和压力传感器已经被广泛地应用在手机和平板电脑等移动设备上，它们提供9轴或12轴自由度的运动估算。这些传感器可以估计用户的运动状态，实时地推算用户的运动轨迹及高度信息。根据估算的运动轨迹，系统可以给出目标用户相对初始点或参考点的相对位置。它的优点是在相对短的时间内可以给出准确的相对位置估计，并且位置更新速度快，另外功耗也较低;其缺点是长时间的估算误差大，另外有些系统对用户会提出使用限制，比如设备只能采取特定的指向。基于惯性传感器的辅助定位已经开始被广泛应用。

　　地图匹配技术：室内地图技术也需要迅速发展，地图匹配技术可以帮助定位技术提高精度，比如通过地图拓扑结构分析来修正惯性传感器给出的位置推算结果，可以很好地提高惯性传感器位置推算的精度。

　　低功耗蓝牙技术：基于低功耗蓝牙的定位技术会变得越来越重要，尤其是对零售领域的应用。 该技术需要布局Beacon网络，每个Beacon创建一个信号区域，定位精度可以做到区域定位，也可以通过RSSI与距离的关系公式计算出设备与Beacon之间的距离，另外还可以利用三边测量定位、指纹算法等增加定位精度。多个Beacons，并且拓扑合理，能达到比较好的室内定位效果。现在的局限是需要布局专用的Beacon设施，其覆盖范围不广，并且很多移动用户不经常开启蓝牙设备。 随着很多大公司的推动，相关技术会有更大的发展和更广泛的应用空间。

　　图2列举了主要的室内定位技术和其主要的推动者，这里主要是针对国外的公司的调研结果。

　　室内定位已经迎来了高速发展的阶段，现在可以看到和预测的趋势可以总结以下几点：

　　(1)基于低功耗蓝牙BLE的定位技术会被越来越广泛应用。蓝牙室内定位已发展一段时间，但过去并未受重视，随着苹果公司提出的iBeacon技术， BLE 定位受到相当大的关注。目前基于该技术的信息推送应用在零售业已经获得相当大的响应，预期未来BLE室内定位技术会更多结合信息推送、移动支付等应用，或被实践在日常生活上提供个性化服务。

　　(2)多种技术结合的混合定位方法，以满足各种室内环境和应用场景的需求，并弥补单一技术的局限。越来越多的解决方案已经将9轴或12轴惯性传感器技术和其它技术如基于WiFi的定位技术融合到一起，并且这已经成为趋势。Google、Broadcom、CSR 都提供多种技术融合的混合解决方案。未来会有更多的解决方案是完整的传感器/WiFi/BLE的混合解决方案以满足多种需求。

　　(3)室内地图和室内定位数据库会迅速发展，相关技术趋于成熟，以保证快速扩展的能力和定位性能的可靠性与一致性。这里的挑战包括地图和数据库的扩展性，快速有效地产生和维护数据库的技术，比如通过众包的方法。

　　(4)基于位置的应用和服务会更多利用附近的感应和发现。相对定位而言，附近的发现会更简单因为它并不需要计算精确位置，而只是发现附近的设备就能提供相应的服务。这种技术对于室内和连续无处不在的定位而言有很大影响，并可以作为很好的补充，尤其是针对精确定位不容易实现的场景。相关的技术有BT/BLE、LTE Direct、WiFi Direct、NFC等。

　　(5)采用专用的定位引擎来处理定位、运动检测、传感器数据分析、信息融合和地理围栏等。通过用专用的处理器来处理运动，情境和定位，可以降低对应用处理器的唤醒，以优化和降低功耗，达到随时随地都知道所处位置的目标。

　　(6)低功耗优化，降低定位功能对移动设备带来的额外功耗以实现随时随地的精准定位。包括使用专用的定位处理引擎以尽量少唤醒应用处理器，结合运动检测和行为模式的检测来降低功耗，通过多种定位技术的融合选择最省电同时满足精度的技术，并关闭或使高功耗的定位技术处于休眠模式，以降低高功耗传感器的使用等。

　　小结

　　本文介绍了室内定位技术及其发展趋势。内容分为几个部分，首先概述一些室内定位技术的应用场景，并基于这些应用提出一些相应的系统需求。然后对不同的定位技术及它们的优势和局限做出分析。最后，讨论了室内定位领域的新发展趋势。

　　参考文献：
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