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高通赵斌:可见光通信室内定位技术的应用前景

 2017-04-14 莫非 物联传媒


内容导读

通过各种室内定位技术相比较,从市场的反馈,技术的领先性和应用前景方面来看,高通认为基于可见光通信的室内定位技术是一个比较有前景的技术。美国高通公司资深产品市场经理赵斌先生就目前各种定位技术的现状做出简要分析。

2017年3月30日下午,由国际物联网贸易应用促进会与深圳物联传媒主办的2017苏州国际室内无线实时定位技术与应用高峰论坛苏州国际博览中心隆重举办。无线定位领域一线企业大咖济济一堂,共话百亿室内位置服务蓝海市场。美国高通公司资深产品市场经理赵斌先生就目前各种定位技术的现状做了简要分析并提出可见光通信在未来的市场中将会有比较好的应用前景。  

美国高通公司资深产品市场经理赵斌先生

  据赵斌先生介绍,手机上的定位技术最开始是为了满足美国E-911法规的要求,主要集中在室外。在技术演进上,从最开始支持GPS卫星定位技术,逐渐演进到各种定位技术的融合。高通的定位芯片也经历了从开始从只支持GPS到GPS、北斗、Glonass、伽利略多模卫星定位技术、无线网络定位和MEMS传感器辅助等多种技术互相融合。

  高通在定位领域也有非常多的研究。从2000年开始,高通就开始把定位技术和无线通讯结合在一起。多年来,高通在定位领域不断地耕耘,根据ABI Research 2013年9月的调查报告,全球的卫星定位市场高通占到60%的市场份额,出货量达到60亿片以上,运营商OEM合作伙伴100多家。

  目前不同室内定位技术的发展现状如何?


  由于信号的衰减卫星定位在室内比较困难,随着辅助卫星定位的出现,在北美某些木质的房屋或在国内比较浅度的室内如靠近窗的地方,通过辅助卫星定位也可以定位。但是,深度室内定位目前仍没有办法通过辅助卫星定位来解决。

  同时也出现了根据室内地磁场的分布来做室内定位的技术,类似于指纹采集来搜集室内的地磁信息从而提供室内位置。

  目前WiFi是相对成熟且应用较多的技术,这几年有不少公司投入到了这个领域。WiFi室内定位技术主要有两种:一种是基于信号强度的RSSI方式,这种方式受到周围环境的影响会比较多如天线的朝向,环境的遮挡,为了做得准一点大家就做了WiFi的指纹采集,这个工作是需要大量的人员来进行的,而且这些采集工作需要定期的进行维护,所以说这种技术是一种难以扩展的技术,很少有公司能把国内的这么多商场定期的更新指纹数据。

  另一种是后来引进的RTT技术,主要是测量WiFi传输信号的时间。高通因为开发WiFi芯片,所以有能力做时间的测量,RTT目前也已经进入WiFi联盟的规范。

  MEMS传感器结合其他定位技术,这是一种纯客户端的技术,主要利用手机端的陀螺仪和加速度计这两种惯性传感器。这种惯性传感器有一定的位置推算能力,但这种技术受限于手机上传感器的性能,因为噪声和漂移产生的误差,需要外界更高精度的数据源对其进行校准。所以现在一般MEMS传感器和WiFi指纹采集结合在一起, 每过一段时间通过WiFi 请求室内位置,以此来对MEMS产生的误差进行修正。该技术目前的商用得也比较成熟。

  还有基站定位,这个更多的和运营商的部署有关,中国电信目前的定位系统采用的是高通的定位方案。

  蓝牙目前部署的也比较多,也是相对比较成熟的技术。从客户反馈来看,蓝牙的主要问题在于beacon电池更换,如果一个厂家部署了几十万个beacon装置,一年之后或者电池耗尽之后的电池更换工作量是很繁重的。

  通过各种室内定位技术相比较,从市场的反馈,技术的领先性和应用前景方面来看,高通认为基于可见光通信的室内定位技术是一个比较有前景的技术。光源是在室内的一个必要的基础设施,它最大的优势在于不需要我们进行额外的部署。此外,光源进行部署以后进行变动的可能性比较小,每个位置是可以精确地来量化的,从而保证定位结果的精确性。高通可见光定位技术精度可以达到厘米量级,和目前其他主流技术的定位精度有质的区别,有可能产生新的应用场景。

  为何室内定位技术目前无法大规模应用?


  据赵斌先生分析,室内定位目前还缺乏特别大规模的商用案例,很多小的项目和场景都有用,但还没有像室外定位这么成熟和标准。

  原因在于:

1.各种技术都有自己的局限性,需要与其他技术互相融合。这些技术在一定程度上存在互相竞争。

2.缺乏统一的规范。如室外定位卫星定位成为事实上的标准,目前没有其他技术可以和卫星定位进行竞争。

3.商务模式的问题。目前还没有找到比较合适的对消费者有吸引力的应用场景,缺乏合适的商务模式,大家可能更愿意做转到to B的模式,这样至少可以保证公司的收益和正常的运转。

4.生态链比较长也比较复杂,需要产业链上下游各个部分的企业共同努力,最终呈现的体验才会比较好。

5.用户的隐私如何保证。数据的属性是用户拥有还是商场?这些都一定程度影响到室内定位技术的推广。

  怎样打造一个比较好的室内服务体验?

  室外到室内的无缝体验;最好的定位性能;功耗不能影响到手机的正常使用;规范:是否符合业内或者运营商的要求;自主性、隐私的保护以及可扩展性。

  为什么高通认为基于可见光通信的技术是一个比较有前景的技术?

  赵斌先生表示LED光源的演进是照明的一个趋势,从节能和效率上考虑室内照明未来一定会演进到LED的照明。高通正是利用了这个契机在照明上开发这个技术。1.不需要额外部署基础设施。2.可以达到一个非常高的精度,高通可以做到10cm的精度。

  那么,利用LED进行室内定位是如何实现的呢?


  通过对每个LED灯进行编码,将ID调制在灯光上,灯会不断发射自己的ID,通过利用手机的前置摄像头来识别这些编码。此外,需要预先知道的灯光的地图,通过灯光的地图初步的判断终端的位置。然后根据灯光到达的角度进一步细化定位的结果。如此便可以达到厘米级定位精度。

  LED定位相关的技术指标分析

  提供3D的位置,水平误差10cm;提供精度在5度左右的方向性;定位速度很快,首次定位时间在100ms内;更新的速率10Hz;终端数量的扩大对性能没有任何的影响,在一个房间中无论是一个终端还是100个终端对性能都没有任何影响。

  LED可见光通信在零售等行业中的应用


  LED可见光通信目前在北美有很多商场已经在部署。首先,需要用户下载一个应用。当用户到达商场里的某一个货架,通过检测货架周围的灯光了解用户的具体位置。商家可以通过这样的方法向消费者推动商品的折扣等信息。

  赵斌先生还表示,该技术还可以应用到更多的物联网应用场合。目前高通在北美已经GE和Acuity合作推出支持这种技术的灯具,国内也开始和一些本土的灯具照明厂商合作,今后希望能和产业链上下游的合作伙伴一起打造完整的可见光室内定位技术的生态系统。


 
 
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