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从军事走向民用,惯导定位能否破解室内导航难题?_ror体育app
时间:2021-08-30 01:38点击量:


本文摘要:“整整20分钟了,车还是没寻找。”老王的车并没有扔,只是停车在商场地下停车场里记得了方位,兜兜发条没头绪。毕竟大家都有在地下停车场找车的经历,有些人在行驶前甚至不会特地得失自己行驶的区域,不安心的还不会在车前拍张照片,惧怕万一迷路还能“按图索骥”,但最后回家前的“去找车游戏”还是难以避免。此时,那些堪称需要精准定位的导航系统软件们也集体失灵,软件界面右上角“信号很弱”的红色警告不能减少你的心烦和无力感。

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“整整20分钟了,车还是没寻找。”老王的车并没有扔,只是停车在商场地下停车场里记得了方位,兜兜发条没头绪。毕竟大家都有在地下停车场找车的经历,有些人在行驶前甚至不会特地得失自己行驶的区域,不安心的还不会在车前拍张照片,惧怕万一迷路还能“按图索骥”,但最后回家前的“去找车游戏”还是难以避免。此时,那些堪称需要精准定位的导航系统软件们也集体失灵,软件界面右上角“信号很弱”的红色警告不能减少你的心烦和无力感。

在户外,卫星定位导航软件可以十分精彩的定位和找寻方向,然而到了室内,随着导航系统信号的波动,我们常用的那些导航系统软件就开始“抓瞎”。为了解决问题室内定位的难题,人类展开了大量的研究,在此背景下,Wi-Fi定位、蓝牙定位、RFID定位、UWB(超宽带)定位、红外技术、超声波等技术争相转入市场,也获取了不少各有特色的解决方案。

现在的问题是,在室内定位的众多方案中,人类并没达成协议共识——到底哪种才是室内定位的最佳方案。室内定位方案琳琅满目,没一个最佳方案早在15世纪,当人类开始探寻海洋的时候,定位技术也随之问世。当时的定位方法十分坚硬,就是是运用航海图和星象图来确认自己的方位。

随着社会的变革和科技的发展,定位技术在技术手段、定位精度、可用性等方面皆获得质的飞到,并且逐步从航海、航天、航空、测绘、军事、自然灾害防治等“矮小上”的领域逐步渗透到我们的生活中来,尤其是GPS定位软件的普及,给人类的城市生活带给了很大的便捷。可是在室内定位上,虽然人类研发出有的定位技术的种类有几十甚至上百种,但这些技术方案都具有尤其显著的优点和缺点,每一种技术方案都只是享有合适自己的特定场景,并没经常出现像“GPS定位”这样“一统天下”的解决方案。

毕竟,室内定位另有3个难题仍然没解决问题。1、复杂多变的室内空间在室内定位中,信号发射器和接收机之间的相连是定位的基础。任何遮盖都会造成信号波动或必要挡住信号的传播。

像GPS信号就无法击穿建筑物的墙面,我们在家中的WIFI信号也不会因为墙面的挡住而经常出现信号死角。室内空间内部信号遮盖是室内定位无法防止的问题,大大容许了很多室外定位技术在室内普及的可能性,也把有效地定位范围容许在较小的范围内。

此外,如何感官和理解室内几何环境和信号环境的时空变化,提升对定位环境的自自学、自适应能力,构建图像特征库、地标信息库的自动更新,也是室内定位至今还没有解决问题的问题。2、异源异构的定位源头我们在用于手机作为室内定位的数据采集终端和定位源时,根据室内定位方案的有所不同,不会中用WIFI和蓝牙这两类短距离射频信号,以及加速度计、磁力计、陀螺仪、气压计、光强度传感器、麦克风、扬声器和照相机等传感器。手机中内置的这些传感器和射频信号一般来说都不是为定位用途而设置的,再行再加有所不同品牌手机硬件上的差异,这就不会产生有所不同的信号源就有可能引起信号测量值不实时,信号取样频率不完全一致,信号测量精度有差异,有所不同定位终端测量有偏差等问题……这些都影响着室内定位技术的发展和成熟期。

3、移动终端上受限的计算资源目前,人类理想中的室内定位方案都是以手机作为解决问题终端来展开,但手机为了确保其主流功能如打电话、微信、照片等长时间工作,预见不能给定位功能让给小部分的CPU处置时间。此外由于室内定位复杂性的不存在,一些定位算法、图像处理和深度自学算法等也必须在手机末端已完成,此时手机的存储能力将受到很大的考验,长时间的运算工作,也将大大增加手机电池的消耗。手机计算资源上的先天不足,无法符合部分室内定位方案的技术市场需求。

通过右图的对比可以显现出,目前每一种室内定位技术都有其可以独当一面的优点,但同时也有难以解决的缺点,总之,没一项是最佳解决方案。并不新鲜的惯导定位,如何在室内导航系统赛道脱颖而出?惯导定位方案回应“上告”。在不久前举办的“2018中国网络安全·智能生产大会”上,长沙一家初创企业格纳微回应,通过优化算法,其使用惯导定位技术产品的定位精度超过了0.3%,相等于回头1公里误差将近3米,大大高于行业2%—5%的精度标准。

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国内惯性运动跟踪与人体动作捕猎系统解决方案供应商VMSENS也曾公开发表回应,其研发的微型惯性跟踪系统,因应ZVU步行导航系统算法,可将定位精度掌控到大于0.4%的水平。在AI的协助下,惯导定位不会产生积累误差的问题或许获得了很好的解决问题。只不过,惯导定位并不是什么新技术,其工作原理是以牛顿力学定律为基础,通过测量载体在惯性参考系的加速度,将它对时间展开分数,且把它转换到导航系统坐标系中,就需要获得在导航系统坐标系中的速度、失速角和方位等信息,从而构建定位。早于在二战期间,德国人冯·布劳恩就用于惯导技术应用于V-2火箭的制导。

2013年时,为了替代易受阻碍的GPS卫星定位系统,美国军方将惯漏系统集成在以立方毫米为单位的超小芯片上,通过芯片上的原子陀螺仪、加速器和原子钟精确测量载体平台比较惯性空间的角速率和加速度信息,利用牛顿运动定律自动计算出来出有载体平台的瞬时速度、方位信息并为载体获取准确的授时服务。从惯导系统被军方用作导弹导航系统来看,这项技术本身就具备较高的可靠性。

2014年惯导系统从军事南北民用,国防科技大学在当年宣告顺利研制了“基于微惯导的人员自律定位系统”,需要在没卫星导航系统信号的环境下构建精确定位。实质上,在年8月份在湖南长沙北辰时代广场A1区写字楼举办的一场“超高层建筑横跨区域消防车救援空战演练”中,惯导定位就早已展现出出有在应急处理方面比起其他室内定位技术的杰出之处:不光定位精准,还能辨别消防员否“倒地”或“双脚”两种姿态,通过可穿着设备,还能掌控消防员的氧气消耗量情况、跳动次数以及体温等生命特征。除了室内导航系统,惯导定位还有更加甚广舞台惯导定位的应用于,并不要用在室内导航系统,在室外,还有惯导定位更为辽阔的舞台。早在2011年5月,美国的SEERTechnology公司就宣告在无法用于全球定位系统的环境中顺利利用基于惯导定位技术的“NAViSEER高精度人员追踪系统”,展开有史以来首次跨洲人员追踪。

只要人员佩戴NAViSEER装备,不论身处户外或户内,环境能用或无法用于全球定位系统,NAViSEER都可以在数秒钟内得出结论高度精确的地理位置数据。只要利用SEER的平面和立体软件,之后可以在数秒钟内绘制坐落于世界任何地方的建筑物或设施的线框图,即使对该建筑物没什么了解或显然没任何资料均可做到。这令其仔细观察人员需要随时精确推断有关人员的所在位置。

对消防员、警员、军事人员和其它先遣人员来说,这是一种需要解救生命的技术。著名科技企业霍尼韦尔则利用惯导定位技术在无人机和汽车导航系统方面发力。我们平时在城市驾车时,常常不会经过高层建筑、地下隧道、多层高架桥,建筑物的隔绝不会影响GPS的信号接管,构成又称的“城市峡谷”。霍尼韦尔研发的HGuiden580惯导设备的尺寸只有一副扑克牌大小,却能在卫星覆盖面积有限的区域获取准确导航系统,该设备还融合GPS作为汽车导航系统的可用解决方案,这意味著即使在GPS信号黯淡甚至遗失的城市峡谷也会变形金刚。

值得注意的是,目前大冷的无人驾驶技术中的导航系统定位,惯导定位技术是其导航系统不可缺少的一部分,除了可以空缺GPS因信号遗失留给的遗缺外,还能与GPS因应一起为激光雷达的空间方位和脉冲升空姿态获取高精度的定位。此外,惯导技术还可在不必须摄像头的情况下,在3D动画制作、虚拟世界建模与训练、人体运动科学、体育竞技、康复医疗、动作捕猎等领域有很好的应用于场景。技术渐渐成熟期的惯导定位,如何解决问题2C难题?只不过微软公司每年都会举办一场室内定位竞赛,参赛选手在50m*50m的室内空间内对事前测量好座标的20个点读取数据,错误较低的获得胜利。

中国就曾挥机组中夺标,他们利用手机上的惯性传感器,用于PDR算法来测算用户的前进距离和朝向,再行融合Wi-Fi指纹来做到修正。不少室内定位研究者都尊重,惯导+WIFI的融合方案不会将沦为商业化室内定位的主流。通过大量的使用者指纹库辨识结果、行驶习惯和惯性传感器融合,偏移定位纠正错误热点信息,构建数据库的自我平稳和自我修缮,从而构建更为精准的定位。

纳微牵头创始人闵涛也回应,定位技术中,每一个定位技术都有自己的特点,惯性导航的应用于范围不会更加甚广一些,而且成本比较不会更加较低。针对惯导会产生积累误差的特性,可以通过采行多源数据融合,多维度智能自学的方案,提供所有可辨识的信号用作修正惯导的位移,并且通过地图数据来自动纠偏。在未来非常宽一段时间内,微惯漏定位将是室内定位解决方案中的核心技术。虽然说道惯导技术在室内导航系统定位这一领域显然具有不错的展现出,但可以注意到,目前这项技术的应用于大多还是集中于在B末端,现在的问题是,技术渐渐成熟期的惯导定位,是什么制止了它在C端的大范围普及?在解决问题了技术方案之后,谁来买单?是惯导定位2C面对的第一步。

不同于室外导航系统,所有的城市、区域、道路都是通联的,像高德、百度这类企业,只需一个APP就可将所有的C末端流量展开收成,有了流量之后再行通过其他方式展开商业所求。而室内导航系统,面对的是一个个混杂的建筑物,每一个建筑物都必须分开一张地图,这对于室内导航系统企业来说,流量无法集中于,所求的可玩性也就大大增加了。

让用户自己买单?这一招在四处充满著“免费思维”的互联网时代似乎敢。让建筑内的商家买单?这将各不相同室内导航系统软件的流量下限,或者更为创意的营销思路。

让建筑管理方或者物业买单?这个办法不俗,但其中必须经历一段长年而交错的行业教育过程。实质上,室内导航系统赛道的起点早已经常出现,就看参赛选手们否还有存货,需要在最后的冲刺阶段杀出重围,首度撞线。


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