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行業動態
融合定位技術6種打開方式
發布日期:2021-11-06   瀏覽次數:27

在我們日常生活中,80%以上的信息屬于具有空間位置特征的相關信息。位置信息與人們的生產和生活息息相關,無論在室內還是室外環境下,快速準確地獲得移動終端的位置信息和提供位置服務的需求變得日益迫切。對于定位的需求已經不僅僅只是粗略的軌跡、導航,在萬物互聯的時代,高精度定位正在成為剛需。

 

就在5月18日,中國衛星導航定位協會發布《2021中國衛星導航與位置服務產業發展白皮書》(以下簡稱《白皮書》),指出2020年全行業總產值同比增長16.9%,達到4033億元。而其中高精度定位市場增速遠超全行業,2020年同比增長47.5%,總產值達到110.4億元。從2010年到2020年的11年之間,高精度定位產品年銷售收入增長了10倍,年均復合增長率高達26%,并且在2020年大幅加速增長。

 

融合定位技術6種打開方式
數據來源:《2021中國衛星導航與位置服務產業發展白皮書》
 

當前實際應用中,增加定位功能都需要獨立的定位技術方案,這也意味會增加額外的成本。因此,這就注定了用戶在考慮定位方案的時候不能讓它只是一種“錦上添花”的功能,得產生實實在在的價值,比如說安防監控、車輛監控、監獄看管、無人機、農機、工程機械、測繪儀器、機器人與物聯網終端等。

 

隨著新興應用涌現(例如自動駕駛汽車和無人機)、技術突破發展(例如面向大眾市場的雙頻芯片組)和市場服務優化(在某些國家,高精度定位服務價格低廉甚至免費),高精度定位服務市場發展十分迅速,其將不僅僅只是專業應用級的服務,更會成為大眾級的服務。

 

因此,《白皮書》指出,精準時空服務正逐漸取代目前的位置服務成為產業發展的核心方向,高精度大眾化應用創新已成為行業發展必然趨勢。

 

藍牙無線電技術釋放高精度定位的魅力

 

正如前文所說,高精度定位正在成為剛需,這一需求得以實現也依賴于長期以來的技術沉淀,伴隨著藍牙、WiFi、UWB、5G等通信技術進步與普及,各個通信定位解決方案供應商在高精度方面都在不斷地進步,技術的完善為高精度定位的應用實現提供了基礎。

 

藍牙最初以其通信功能為大眾所熟知,目前藍牙的四大應用為:音頻傳輸、數據傳輸、位置服務、Mesh網絡。而今,位置服務將會是藍牙增長最快的應用應用領域。

 

根據SIG最新發布的《2021年藍牙市場最新資訊》,盡管新冠疫情的爆發和由此引發的出行和工作限制導致了短期內藍牙位置服務的部署量出現了25%左右的下降。然而,由于市場對資產追蹤和室內定位用例仍持續抱有興趣,分析師預計藍牙位置服務部署量將在2021年底前實現反彈,并從現在起到2025年實現32%復合年增長率。

 

2021年底,藍牙位置服務部署總量將達到26.2萬。

 

僅從2021年來看,室內導航將超過其他位置服務部署量:雖然位置服務解決方案支持從接近類服務到資產跟蹤等許多不同用例,但室內導航是部署每項位置服務所必須的。目前,已有接近80%的藍牙位置服務部署都包含室內導航功能。

 

零售用例引領藍牙位置服務的部署:藍牙技術的不俗量在多個不同的垂直領域都呈現出強勁的增長趨勢。目前已有66%的藍牙部署量支持零售用例,預計藍牙部署量將在未來五年內增加一倍。

 

藍牙技術目前已經形成了龐大的生態,預計到2025年,藍牙設備的年出貨量將達到64億。新興的藍牙AoA/AoD技術將會帶來更高更為優秀的定位性能,而基于藍牙龐大的生態,有助于這個新技術加速推廣與落地。僅從位置服務應用來看,到2025年,藍牙實時資產追蹤用例的部署量將會達到51.6萬;室內位置服務的部署量將會增長2倍;藍牙醫療位置服務解決方案將增長5倍左右,達到38萬。另外,“智能手機即數字鑰匙”,現在人們已經非常能接受手機作為數字錢包的支付方式,智能手機將繼續擴展其在日常生活當中的作用。

 

定位技術之爭:融合定位才是出路

 

碎片化是物聯網產業最大的特征,不同的物聯網應用有著千差萬別的需求,正如沒有一項通信技術適配所有物聯網應用一樣,也沒有一項定位技術能滿足與所有定位場景,在很多應用場景中,在功能上滿足需求后,為了追求更優性價比需要將多種定位技術進行融合應用,融合定位技術方案已逐漸成為行業的趨勢。

 

目前,融合定位技術已有不少廠家在系統研發過程中考慮或正在嘗試。

 

藍牙AOA + UWB融合定位

 

前者優勢在于較小區域場景,而后者優勢在于較大甚至超大區域場景,兩種場景各自成本優劣勢差別巨大,為解決以上兩種單一系統的局限性,再加上現場定位場景類型多樣甚至復雜,因此將兩種定位方案進行融合異構,提高定位結果置信度及可靠性,解決單UWB定位系統抗遮擋能力差、定位數據跳變大的問題;并解決單AoA定位系統中假定終端高度而帶來的誤差大問題,在充分滿足定位需求的同時有效降低部署成本。

 

據悉,目前已有多個項目落地,涵蓋監所、養老院、醫院、變電站、油氣管道等多個行業。未來也將在室內定位領域開展更深入地研究及成果轉化工作。

 

5G+藍牙AOA融合定位

 

5G時代的到來,讓電信運營商看到了室內定位技術和5G結合的價值,因為運營商天然具備室內通訊網絡建設和運維的能力。如今,運營商部署5G按照先室外后室內的順序,也就是先部署室外宏基站,后部署室內小基站。隨著5G室內網絡覆蓋的建設,運營商開始考慮部署一張“5G通訊+精準位置”網絡,將定位基站和通信基站融合部署。

 

藍牙AOA + iBeacon融合定位

 

該方案依靠多源融合定位算法,支持將藍牙、慣導、衛星定位、AOA等定位技術融合,提供高精度室內外一體化定位與動態導航,可應用于醫療、交通、文化、商業等產業,針對移遠、園區、交通樞紐、博物館、展覽館、購物中心、停車場等大型室內場景,提供室內外一體化的地圖、定位、導航等位置物聯服務以及長效、可靠的人員與資產位置物聯服務。

 

地磁/慣導+藍牙AOA融合定位

 

該系統是以磁場定位為核心的融合定位方案,磁場特征由地磁場合建筑物結構產生,隨空間位置非均勻變化,隨時間穩定。融合定位終端產品具備了慣性定位、磁場定位以及融合算法,通過獲取磁場、加速度、角速度以及藍牙信號強度等數據,用戶位置信息解算。

 

藍牙Mesh燈聯網區域+高精度融合定位

 

該系統以燈具為載體,采用去中心化的Mesh通訊技術和AI技術,構建一個高效、易用、低成本的室內無線網絡,融合了物聯網、位置網、傳感網等多種網絡,是空間數字化解決方案的重要組成部分,不同定位區域的定位精度可根據不同需求及成本限制進行選擇,并且在項目落地之后還可以繼續調整而不影響已部署的系統。

 

大容量+全雙工+高精度融合定位

 

該系統采用軟件無線電技術,在藍牙頻段使用了具有容量高、覆蓋廣、定位準、全雙工等特點的技術,解決了藍牙無法在限定區域進行大規模部署的局限。通過基站形式實現定位、傳感數據采集和設備控制的全封閉閉環操作,解決“最后一米”的多設備雙工通信的難題,為消防、工業、醫療、安保、工業等行業提升真實視界的控制能力,創造更多的應用場景。

 

目前,室內高精度定位技術,最受業界歡迎的主要有藍牙AOA和UWB兩種技術。2020年以前,室內高精度定位的熱點技術是UWB,而隨著藍牙標準和協議的迭代,藍牙AOA技術開始嶄露頭角。藍牙AOA技術雖然只是高精度定位技術中的一個小分支,但是卻有著廣闊的市場機遇。

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