WIFI定位技術
WiFi室內定位技術主要有兩種。WiFi定位一般采用“近鄰法”判斷,即最靠近哪個熱點或基站,即認為處在什么位置,如附近有多個信源,則可以通過交叉定位(三角定位),提高定位精度。
由于WiFi已普及,因此不需要再鋪設專門的設備用于定位。用戶在使用智能手機時開啟過Wi-Fi、移動蜂窩網絡,就可能成為數據源。該技術具有便于擴展、可自動更新數據、成本低的優勢,因此最先實現了規?;?。不過,WiFi熱點受到周圍環境的影響會比較大,精度較低。為了做得準一點有公司就做了WiFi指紋采集,事先記錄巨量的確定位置點的信號強度,通過用新加入的設備的信號強度對比擁有巨量數據的數據庫,來確定位置。
由于采集工作需要大量的人員來進行,并且要定期進行維護,技術難以擴展,很少有公司能把國內的這么多商場定期的更新指紋數據。特別的,數據采集受環境影響比較大,尤其對于人員定位,由于環境變化較大,定位漂移現象尤其嚴重。
RFID定位
RFID定位的基本原理是,通過一組固定的閱讀器讀取 目標RFID標簽的特征信息(如身份ID、接收信號強度等),同樣可以采用近鄰法、多邊定位法、接收信號強度等方法確定標簽所在位置。
這種技術作用距離短,一般最長為幾十米。但它可以在幾毫秒內得到厘米級定位精度的信息,且傳輸范圍很大,成本較低。同時由于其非接觸和非視距等優點,可望成為優選的室內定位技術。
目前,射頻識別研究的熱點和難點在于理論傳播模型的建立、用戶的安全隱私和國際標準化等問題。優點是標識的體積比較小,造價比較低,但是作用距離近,不具有通信能力,而且不便于整合到其他系統之中,無法做到精準定位,布設讀卡器和天線需要有大量的工程實踐經驗難度大。
超聲波技術
超聲波定位目前大多數采用反射式測距法。系統由一個主測距器和若干個電子標簽組成,主測距器可放置于移動機器人本體上,各個電子標簽放置于室內空間的固定位置。
定位過程如下:先由上位機發送同頻率的信號給各個電子標簽,電子標簽接收到后又反射傳輸給主測距器,從而可以確定各個電子標簽到主測距器之間的距離,并得到定位坐標。
目前,比較流行的基于超聲波室內定位的技術還有兩種:一種為將超聲波與射頻技術結合進行定位。由于射頻信號傳輸速率接近光速,遠高于射頻速率,那么可以利用射頻信號先激活電子標簽而后使其接收超聲波信號,利用時間差的方法測距。這種技術成本低,功耗小,精度高。另一種為多超聲波定位技術。該技術采用全局定位,可在移動機器人身上4個朝向安裝4個超聲波傳感器,將待定位空間分區,由超聲波傳感器測距形成坐標,總體把握數據,抗干擾性強,精度高,而且可以解決機器人迷路問題。
超聲波定位精度可達厘米級,精度比較高。缺陷是超聲波在傳輸過程中衰減明顯從而影響其定位有效范圍。
藍牙技術
藍牙定位基于RSSI(Received Signal Strength Indication,信號場強指示)定位原理。根據定位端的不同,藍牙定位方式分為網絡側定位和終端側定位。網絡側定位系統由終端(手機等帶低功耗藍牙的終端)、藍牙beacon節點,藍牙網關,無線局域網及后端數據服務器構成。終端側定位系統由終端設備(如嵌入SDK軟件包的手機)和beacon組成。
藍牙定位的優勢在于實現簡單,定位精度和藍牙信標的鋪設密度及發射功率有密切關系。并且非常省電,可通過深度睡眠、免連接、協議簡單等方式達到省電目的。
超寬帶(UWB)定位技術
超寬帶技術是一項全新的、與傳統通信技術有極大差異的通信無線新技術。它不需要使用傳統通信體制中的載波,而是通過發送和接收具有納秒或微秒級以下的極窄脈沖來傳輸數據,從而具有3.1~10.6GHz量級的帶寬。目前,包括美國,日本,加拿大等在內的國家都在研究這項技術,在無線室內定位領域具有良好的前景。
UWB技術是一種傳輸速率高,發射功率較低,穿透能力較強并且是基于極窄脈沖的無線技術,無載波。正是這些優點,使它在室內定位領域得到了較為精確的結果。
超寬帶(UWB)定位技術利用事先布置好的已知位置的錨節點和橋節點,與新加入的盲節點進行通訊,并利用三角定位或者“指紋”定位方式來確定位置。
超寬帶(UWB)可用于室內精確定位,例如戰場士兵的位置發現、機器人運動跟蹤等。超寬帶系統與傳統的窄帶系統相比,具有穿透力強、功耗低、抗干擾效果好、安全性高、系統復雜度低、能提供精確定位精度等優點。因此,超寬帶技術可以應用于室內靜止或者移動物體以及人的定位跟蹤與導航,且能提供十分精確的定位精度。根據不同公司使用的技術手段或算法不同,精度可保持在0.1 m~0.5 m。
相比之下超寬帶(UWB)無線定位技術由于高動態、高容量、功耗低、抗多徑效果好、安全性高、系統復雜度低,尤其是能提供非常精確的定位精度等優點,而成為未來無線定位技術的熱點和首選。
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