東晉高僧法顯西行求法乘船回國時寫道：大海彌漫無邊，不識東西，唯望日、月、星宿而進。大意就是說，大海遼闊無邊，分不清東西南北，只能看星星，盼月亮來進行定位。

　　一、起源

　　人類為了不讓自己迷失在茫茫大自然中，先后發(fā)明羅盤、指南針等工具，衛(wèi)星定位的問世，解決了“我在哪里”的問題。在高度城市化的今天，室內空間越來越龐大復雜。人類戰(zhàn)勝了大自然，卻在自己構筑的鋼筋水泥中迷了路。

　　在醫(yī)院，即使有樓層分布圖以及引導標志，但看病的大部分時間仍然會浪費在尋找科室上;在停車場，找不著停車位而四處亂轉的人也比比皆是。

　　在越來越迫切的需求下，近年室內定位引起了高度的關注。

　　室內定位顧名思義就是在室內環(huán)境中實現(xiàn)定位。其意義，諾基亞在多年前闡述他們?yōu)槭裁匆鍪覂榷ㄎ粫r，把問題說得很明白了。

　　數(shù)據(jù)來源：諾基亞

　　衛(wèi)星無法在室內定位，人們大部分的時間又在室內度過，而相關服務并未普及，可以說室內定位隱藏著巨大商機。

　　商業(yè)應用中，根據(jù)不同的應用場景，室內定位技術又分消費級和工業(yè)級。

　　消費市場應用有：商場導購、停車場反向尋車、家人防走散等。對定位精度要求不高，1m的精度已經(jīng)可以滿足大多數(shù)應用，不過它要求系統(tǒng)兼容現(xiàn)已普及的移動智能終端。

　　企業(yè)市場應用有：人流監(jiān)控和分析、智能制造、緊急救援和人員資產管理等。工業(yè)級技術的定位精度要求更高，要區(qū)分操作對象、人群中的個人等，與專用標簽和傳感器配套使用，一般不考慮與現(xiàn)有智能終端的兼容性。

　　二、技術門派

　　與室外衛(wèi)星定位一統(tǒng)天下的情況不一樣，室內定位各種技術呈現(xiàn)出百花齊放的場景。

　　室內定位百花齊放

　　室內定位的商業(yè)價值跟精度成正比。當精度是3-5米的時候，能判定你是站在7-11便利店門口還是杰克瓊斯門口。當精度是1米的時候，則能判定你是站在可口可樂的貨架前還是杜蕾斯的貨架前。

　　目前，室內定位常用的定位方法，從原理上來說，主要分為：鄰近探測法、質心法、極點法、多邊定位法、指紋法和航位推算法。

　　各種原理各有優(yōu)劣，在不同應用場景、不同預算要求下，也可將不同的原理組合使用。主流技術有以下幾種：

　　WIFI定位技術

　　目前WiFi是相對成熟且應用較多的技術，這幾年有不少公司投入到了這個領域。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(三邊定位)，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(wǎng)絡，就可能成為數(shù)據(jù)源。該技術具有便于擴展、可自動更新數(shù)據(jù)、成本低的優(yōu)勢，因此最先實現(xiàn)了規(guī)?；?。

　　不過，WiFi熱點受到周圍環(huán)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(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)。

　　WiFi定位可以實現(xiàn)復雜的大范圍定位，但精度只能達到2米左右，無法做到精準定位。因此適用于對人或者車的定位導航，可以于醫(yī)療機構、主題公園、工廠、商場等各種需要定位導航的場合。

　　代表公司：WIFISLAM、Sensewhere、圖聚智能

　　另，地磁定位技術是利用室內不同位置的地磁場差異，來確定室內位置。與WiFi指紋類似，故不再作介紹。

　　慣性導航技術

　　這是一種純客戶端的技術，主要利用終端慣性傳感器采集的運動數(shù)據(jù)，如加速度傳感器、陀螺儀等測量物體的速度、方向、加速度等信息，基于航位推測法，經(jīng)過各種運算得到物體的位置信息。

　　隨著行走時間增加，慣性導航定位的誤差也在不斷累積。需要外界更高精度的數(shù)據(jù)源對其進行校準。所以現(xiàn)在慣性導航一般和WiFi指紋結合在一起， 每過一段時間通過WiFi請求室內位置，以此來對MEMS產生的誤差進行修正。該技術目前的商用得也比較成熟，在掃地機器人中得到廣泛應用。

　　藍牙信標技術

　　藍牙信標技術目前部署的也比較多，也是相對比較成熟的技術。藍牙跟WiFi的區(qū)別不是太大，精度會比WiFi稍微高一點。

　　該技術最先由諾基亞最先發(fā)起，但影響不大。2013年，蘋果發(fā)布了基于藍牙4.0低功耗協(xié)議(BLE)的iBeacon協(xié)議，主要針對零售業(yè)應用，引起廣泛關注。

　　iBeacon藍牙信標技術的正常運作，需要藍牙信標硬件、智能終端上的應用、云端上的應用后臺協(xié)同工作。

　　信標通過藍牙向周圍廣播自身的ID，終端上的應用在獲得附近信標的ID后會采取相應行動，如從云端后臺拉取此ID對應的位置信息、營銷資訊等。終端可以測量其所在處的接收信號強度，以此估算與信標間的距離。因此，只要終端附近有三個或以上信標，就可以用三邊定位方法計算出終端的位置。

　　在蘋果強大的號召力影響下，大量創(chuàng)業(yè)公司爭先恐后涌入iBeacon應用的開發(fā)和推廣。目前主要問題在于beacon電池更換，如果一個廠家部署了幾萬個beacon裝置，一年之后或者電池耗盡之后的電池更換工作量是很繁重的。

　　代表公司：Estimote、尋息電子

　　另，ZigBee技術和藍牙類似，故不再作介紹。

　　RFID技術

　　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。

　　射頻識別室內定位技術作用距離很近，但它可以在幾毫秒內得到厘米級定位精度的信息，且由于電磁場非視距等優(yōu)點，傳輸范圍很大，而且標識的體積比較小，造價比較低。但其不具有通信能力，抗干擾能力較差，不便于整合到其他系統(tǒng)之中，且用戶的安全隱私保障和國際標準化都不夠完善。

　　目前有大量成熟的商用定位方案基于RFID技術，廣泛應用于緊急救援、資產管理、人員追蹤等領域。

　　紅外技術

　　紅外定位主要有兩種具體實現(xiàn)方法，一種是將定位對象附上一個會發(fā)射紅外線的電子標簽，通過室內安放的多個紅外傳感器測量信號源的距離或角度，從而計算出對象所在的位置。

　　這種方法在空曠的室內容易實現(xiàn)較高精度，可實現(xiàn)對紅外輻射源的被動定位，但紅外很容易被障礙物遮擋，傳輸距離也不長，因此需要大量密集部署傳感器，造成較高的硬件和施工成本。此外紅外易受熱源、燈光等干擾，造成定位精度和準確度下降。

　　該技術目前主要用于軍事上對飛行器、坦克、導彈等紅外輻射源的被動定位，此外也用于室內自走機器人的位置定位。

　　另一種紅外定位的方法是紅外織網(wǎng)，即通過多對發(fā)射器和接收器織成的紅外線網(wǎng)覆蓋待測空間，直接對運動目標進行定位。

　　這種方式的優(yōu)勢在于不需要定位對象攜帶任何終端或標簽，隱蔽性強，常用于安防領域。劣勢在于要實現(xiàn)精度較高的定位需要部署大量紅外接收和發(fā)射器，成本非常高，因此只有高等級的安防才會采用此技術。

　　超聲波技術

　　超聲波定位主要采用反射式測距法，通過多邊定位等方法確定物體位置，系統(tǒng)由一個主測距器和若干接收器組成，主測距儀可放置在待測目標上，接收器固定于室內環(huán)境中。定位時，向接收器發(fā)射同頻率的信號，接收器接收后又反射傳輸給主測距器，根據(jù)回波和發(fā)射波的時間差計算出距離，從而確定位置。

　　超聲波定位整體定位精度較高，結構簡單，但超聲波受多徑效應和非視距傳播影響很大，且超聲波頻率受多普勒效應和溫度影響，同時也需要大量基礎硬件設施，成本較高。

　　代表公司：Shopkick

　　超寬帶技術

　　超寬帶(UWB)定位技術利用事先布置好的已知位置的錨節(jié)點和橋節(jié)點，與新加入的盲節(jié)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。

　　從技術上看，無論是從定位精度、安全性、抗干擾、功耗等角度來分析，UWB無疑是最理想的工業(yè)定位技術之一。

　　UWB其他幾種技術的綜合比較：

　　不過UWB的劣勢也很突出，一方面難以實現(xiàn)大范圍室內覆蓋，另一方面系統(tǒng)建設成本遠高于RFID、藍牙信標等技術，這也限制了該技術的推廣和普及。

　　代表公司：Ubisense、中海達子公司聯(lián)睿電子、清華系公司清研訊科。

　　LED可見光技術

　　可見光是一個新興領域，通過對每個LED燈進行編碼，將ID調制在燈光上，燈會不斷發(fā)射自己的ID，通過利用手機的前置攝像頭來識別這些編碼。利用所獲取的識別信息在地圖數(shù)據(jù)庫中確定對應的位置信息，完成定位。

　　根據(jù)燈光到達的角度進一步細化定位的結果，高通公司做到了厘米級定位精度。由于不需要額外部署基礎設施，終端數(shù)量的擴大對性能沒有任何的影響，并且可以達到一個非常高的精度，該技術被高通公司所看好。

　　目前，可見光技術在北美有很多商場已經(jīng)在部署。用戶下載應用后，到達商場里的某一個貨架，通過檢測貨架周圍的燈光即可知曉具體位置，商家在通過這樣的方法向消費者推動商品的折扣等信息。

　　代表企業(yè)：華策光通信。

　　技術融合是趨勢

　　室內定位技術處在不斷的發(fā)展中，是當前熱門研究領域，有著良好的應用前景。不過，當前還缺乏特別大規(guī)模的商用案例。行業(yè)主要存在以下難點：

　　1. 室內環(huán)境復雜

　　室內環(huán)境布局復雜多變，障礙物很多，包括家具、房間和行人等。同時室內環(huán)境干擾源多，燈光、溫度、聲音等干擾源都會對定位造成一定影響。

　　2. 缺乏統(tǒng)一的規(guī)范

　　室內定位技術眾多，各種技術都有自己的局限性，彼此間又在一定程度上存在互相競爭。市場相對混亂，極大地影響了室內定位行業(yè)的發(fā)展。如室外定位衛(wèi)星定位成為事實上的標準，目前沒有其他技術可以和衛(wèi)星定位進行競爭。

　　3. 精度與成本難以兼顧

　　目前的高精度室內定位技術均需要比較昂貴的額外輔助設備或前期大量的人工處理，這些都大大制約了技術的推廣普及。低成本的定位技術則在定位精度上需要提高，而在提供高精度定位的基礎上降低成本也是室內定位的一個方向。

　　天下大勢，分久必合，合久必分。目前，室內定位技術實在太多，已嚴重阻礙行業(yè)發(fā)展，未來的趨勢一定是多種技術融合使用，實現(xiàn)優(yōu)勢互補，以面對復雜環(huán)境。其中成本越低、兼容性越好、精度越高的技術越容易普及。