服务机器人的室内定位技术
服务机器人的室内定位技术
我们经常会在路上听到或看到有关导航和定位的信息，但什么是“室内定位”呢?在一些GPS无法工作的环境(如建筑物内部)中，你将用什么工具来寻找路线呢?如果遭受灾难袭击或者被困在某处时，救援人员如何发现你呢?家用机器人室内如何导航呢？
新的技术为室内定位提供可能
5年或者10年以前，业界就已经意识到GPS存在缺陷，例如它无法在室内正常工作(在这种环境中，GPS定位很慢甚至不可能，而且不够准确)。E911政策要求移动运营商定位用户手机必须达到一定的精度。这些运营商是第一个遇到这些问题的人。
GPS逐渐演化为辅助全球定位系统(A-GPS)，它使用设备的GPS芯片和移动电话网络(cellular network)来实现定位。然而，由于运营商的网络费用问题，A-GPS还没有被商业LBS服务所使用。因此，Wi-Fi地理定位就成了一项替代技术。在存在Wi-Fi 接入点的地方，Wi-Fi的定位精度可达20米。正如我们在“签到(check-in)”中看到的一样，Wi-Fi还无法准确地显示用户签到地点的准确位置。蓝牙则是一种微观层次上的技术，许多建筑物内都正在使用这项技术，因此具有蓝牙功能的手机可以利用这一服务。“全球定位系统 —— Wi-Fi ——蓝牙——射频识别技术”串起了定位技术发展的主线，设备需要尽量接近于Wi-Fi接入点或者蓝牙节点，设备中的传感器、陀螺仪、罗盘、加速计等都可以为导航和追踪提供“辅助”数据。
国际室内定位技术的发展
Skyhook 和Navizon都是Wi-Fi定位的领军企业。接下来，他们正在准备融入更为广阔的定位技术和服务，即不断地与GPS芯片制造商或者原始设备制造商(OEM)进行合作，例如苹果公司(Skyhook已嵌入到iPhone中)。移动运营商也已经意识到Wi-Fi定位将极大地缩短首次定位时间(TTFF)，仅使用GPS的话，首次定位时间可能会大于1分钟;使用A-GPS，首次定位时间可缩短到12秒;如果使用Wi-Fi，这一时间仅为2秒。因此，对于iPhone手机用户而言，70%的定位服务都是通过Wi-Fi定位来实现的，而并非GPS。
Rosum公司是由一些GPS架构师创办的，他们深知GPS无法在室内正常工作，因此希望找到一种替代方案。该方案利用数字式电视基站技术实现定位，通过为电视信号嵌入时间码，从而获取用户的位置信息。在过去的几年里，Rosum公司一直在致力于生产一种小到可以嵌入设备的芯片。该芯片对于手机而言还是显得有些大，不过将其电视芯片嵌入笔记本电脑中已经不成问题。
室内定位技术的应用前景
首先是公共安全和应急响应。在紧急情况下，每一个人都想被救援人员精确定位到，大到建筑物的位置，甚至是楼层或者房间号。
其次，可以应用于手机购物、移动电子商务、个性化广告/优惠信息等。用户会希望能够直接获取商店或者所需产品的位置，而不用耗费大量时间苦苦寻找。签到功能将有助于店家了解用户是在其店内，还是在两个街区以外的家中。
我们有必要讨论一下这种室内定位服务的演变。如果我们能够确定你的位置又会怎样呢?我们可以卖给你产品。而用户需要的是一种基于他们各种生活习惯的智能信息解决方案。就像一个虚拟私人助理一样，能够帮助他们完成各种繁杂、耗时的任务。这些解决方案和应用将是基于位置服务行业未来的发展方向，并将统领整个市场。
有许多公司已经开始从事室内地图、建筑物内部路线和方位的研究了。此外，人们希望利用这些室内导航应用程序来快速寻找商场或者机场里的店铺、产品或者服务，就像在室外查找感兴趣点(POI)一样。他们同样希望获取到商场或者机场中某类店铺的感兴趣点。不久之前，我们还是只能获取室外的感兴趣点，不过现在用户已经可以获取商场内的感兴趣点了。商场内的增强现实可以应用于游戏或者优惠信息的展示(用户在手机屏幕上点击某个店铺就可以弹出该店铺的折扣信息)。
缺乏通用技术
现在，已有大量技术应用于室外和室内定位，如GPS、射频识别、Wi-Fi等。然而，这些技术都必须通过各自的协议使用自带的应用程序接口。这可能会严重阻碍异构方案的发展。不过，使用标准协议的异构定位解决方案也是存在的，它们使用隐藏底层定位技术的实时传输协议(RTP)和实时传输控制协议(PTCP)，可以实现方案间的无缝切换。使用主动射频识别实时定位系统(RTLS)并结合GPS技术的商业系统已经存在。
对于室内室外追踪而言，还没有一个通用的技术;需要通过技术的融合来解决这种典型的应用案例。利用强大的中间件和应用软件，集成两种互补追踪技术的解决方案也是存在的。它能够提供更为完整的异构解决方案，以及更高的整体定位系统覆盖范围和可用性。
这些解决方案通过Wi-Fi链接(定位接入点网的一部分)传输GPS、射频识别实时定位系统和遥测的数据。对于没Wi-Fi覆盖的地方，系统利用窄带调制解调器或者ISO 24730射频识别实时定位系统来向服务器交互信息。在干扰严重的环境中，这种设计可为终端运营商提供最佳的无线电频率(RF)，从而增强了解决方案的灵活性。