导航

 

  在一个昏暗、多层停车库的狭窄空间内找到最后一个泊位是件让人烦恼的事,德国汽车制造商宝马(BMW)公司认为这个问题已经有了解决的方案:利用室内定位系统(IPS)将引导司机到达泊位,然后帮助司机泊车,其过程是利用汽车自身的智能防滚惯性传感器和映射应用程序完成的。
 
  不久前,在瑞士苏黎士举行的室内定位和室内导航(IPIN)大会上涌现出许多好点子,宝马公司只是其中之一。这次大会是一次工程师们的大聚会,他们希望借鉴航海技术的巨大成功,将一些成熟的技术应用于室内。
 
  IPS系统的拥护者希望在公共楼宇内,如机场、大型商场或迷宫般的博物馆展厅内,都装上这种无线发射器以方便客人自如进出。IPS还可以追踪运动目标,使我们能在一座多层大楼内锁定朋友的位置,不论他们是在哪一层楼上。
 
  由于对使用什么样的技术才能最有效地锁定大楼深处的人和物这一问题还没有达成广泛的共识,因此,这项技术被应用于公共建筑内还尚需时日。包括构架环境中不同的无线电反射和吸收材料,以及户外定位系统如GPS和欧盟即将启用的咖利略网络(Galileo network)的无线电波是否可靠地与建筑结构融为一体的问题,也有待于完善。
 

时间与强度

  为了取得最佳的可靠性,工程技术人员正在试用各种不同的方法,其中最具竞争力的两个主要因素就是标准信号强度(RSS)和到达时间(ToA)。
 
  RSS基于对一个无线电源头信号强度的了解以及对其在距离上的衰减情况进行监测。在数个静电发射器存在的情况下用三角测量的方法,接受器可以将这些发射器一一探测出来。RSS技术可以使用Wi-Fi、蓝牙及其超低功率版的ZigBee无线电网络。
 
  而ToA包括阅读、计算从数个已知方位的发射器发出的时间印章,并比较来自于不同发射器的信号到达时间而预测出其方位。GPS用的就是这种方法。
 

无线电标签

  在伦敦举办的诺基亚世界贸易展上,来自芬兰坦培雷诺基亚实验室的法比奥·贝罗尼(Fabio Belloni)和他的同事之间,把信用卡大小的无线电标签佩戴在衣服深处,用RSS方法追踪各自的行踪。贝罗尼和他的同事在IPIN上演示的一项诺基亚升级技术也包含有一个惯量传感器,从而对用户运动的推算位置介乎在精确的室内定位系统方位上。
 
  今年9月,在英国剑桥举办的Meerkats和Avatars发明展览会上,一家名为Omnisense的地理定位公司推出了一个具有竞争性的系统。该公司的安迪·瑟曼(Andy Thurman)说,为了便于在室内外进行无缝转换,他们在RSS标签内使用了ZigBee无线电、多个惯性传感器和一个GPS接受器。
 
  瑟曼表示,这项技术还可以用来追踪地面或地下的矿工、痴呆病人甚至牲畜。对于农夫来说,测算出一头母牛什么时候排卵是相当重要的,当这种情况出现时,农夫们会将排卵的母牛给牧群中的公牛“送去”。他说:“惯性传感器会告诉我们这一切。”
 

GPS竞争对手

  ToA方法是IPIN上一个最为精彩的点子,它不但模拟了GPS信号的设计,而且还将其与GPS原子钟锁定在一起,这项技术不仅可用于室内,也可用于室外。由澳大利亚堪培拉Locata公司开发的这一系统将无线电节点放置在大楼的周围或特定地区,这些节点可以光束发射出GPS时间数据。该系统的设计初衷是,万一GPS发生故障时可助军队一臂之力,美国空军已购买了一台这样的系统。
 
  然而,这些五花八门的系统提出了一个有待解决的标准化问题。全球蜂窝式无线电话组织――开放移动通信联盟――正在研究如何利用目前被称之为LTE的下一代3G技术提供一个标准的定位协议。对此,位于英国剑桥的蓝牙连接及无线技术提供商CSR公司的坎瓦尔·乔普拉(Kanwar Chopra)却表示怀疑。
 
  9月中旬,在英国微电子协会举办的“伦敦未来世界专题讨论会”上,乔普拉说:“我认为什么时候都不会推出有关室内定位感应的特定技术。当我们一步步进入室内深处时,加速计和陀螺仪就必须工作。因为无线电信号并不是为在所有环境中的方位感应而设计的,它始终只是各种信号类型的集合体。”
 
 

资料来源 New Scientist

责任编辑 则 鸣