什么是IPS（室內(nèi)定位系統(tǒng)）？一文讀懂！

技術(shù)是人類(lèi)非凡想象力的最偉大成就。在定位和導(dǎo)航技術(shù)方面，GPS（全球定位系統(tǒng)）基于衛(wèi)星信號(hào)在室外提供精確定位，是20世紀(jì)的一大飛躍，而IPS（室內(nèi)定位系統(tǒng)）則在GPS無(wú)法正常工作的室內(nèi)環(huán)境中開(kāi)辟了一個(gè)全新的世界。本文將介紹室內(nèi)定位系統(tǒng)，并概述可用的不同技術(shù)。

什么是IPS？

IPS，即室內(nèi)定位，也稱(chēng)為室內(nèi)位置跟蹤，是一種用于定位GPS信號(hào)不夠強(qiáng)的封閉空間內(nèi)的人或物體的設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，可以解釋為“室內(nèi)GPS”。就像GPS可以幫助人們定位地球上任何地方的物體一樣，IPS也可以做同樣的事情，如火車(chē)站、購(gòu)物中心、醫(yī)院和地下場(chǎng)所等大型室內(nèi)空間。室內(nèi)定位系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確定位建筑物內(nèi)物體的位置，通常通過(guò)移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行，如智能手機(jī)或平板電腦。

IPS對(duì)于增強(qiáng)室內(nèi)定位體驗(yàn)至關(guān)重要。據(jù)估計(jì)，一個(gè)人超過(guò)70%的時(shí)間是在室內(nèi)度過(guò)的，因此對(duì)提供室內(nèi)定位服務(wù)的技術(shù)仍然有很強(qiáng)的需求，這對(duì)于IPS技術(shù)廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)也是一個(gè)巨大的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。IPS對(duì)于日常工作可能不是必需的，但是當(dāng)進(jìn)入不熟悉的環(huán)境時(shí)，尤其是在GPS信號(hào)非常弱的緊急情況下，例如多層建筑、煤礦、災(zāi)難管理等，它是絕對(duì)必要的。

為什么需要IPS

很多人都想知道為什么GPS不能在室內(nèi)使用，而又為什么室內(nèi)定位系統(tǒng)如今如此流行。繼續(xù)閱讀，便可知曉。

室內(nèi)使用GPS信號(hào)不準(zhǔn)確

GPS的成功改變了我們與技術(shù)的聯(lián)系方式。然而，其效率僅適用于室外，無(wú)法滿(mǎn)足復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境的期望。由于GPS技術(shù)使用在軌衛(wèi)星的信號(hào)，一旦衛(wèi)星波試圖穿透障礙物進(jìn)入建筑物，這些信號(hào)就會(huì)被屋頂和墻壁嚴(yán)重衰減。通常情況下，在空曠區(qū)域、周?chē)鷽](méi)有高大建筑物遮擋信號(hào)的情況下，GPS的精度可以達(dá)到5m-10m。

精準(zhǔn)定位的廣泛應(yīng)用

精準(zhǔn)定位的廣泛應(yīng)用增強(qiáng)了室內(nèi)定位系統(tǒng)服務(wù)的需求。在需求存在的同時(shí)，室內(nèi)定位系統(tǒng)憑借其提高服務(wù)效率的優(yōu)勢(shì)，在各個(gè)行業(yè)中變得越來(lái)越重要。除了GPS信號(hào)范圍之外，商業(yè)、醫(yī)療保健、軍事或倉(cāng)庫(kù)庫(kù)存跟蹤等行業(yè)也利用IPS服務(wù)。目前，IPS系統(tǒng)還沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)，包括Google和Nokia在內(nèi)的企業(yè)都在努力將這些解決方案帶給客戶(hù)。

IPS如何工作

在我們深入研究IPS技術(shù)之前，了解其工作原理非常重要。與GPS的發(fā)射接收原理類(lèi)似，IPS的工作原理相同。IPS使用各種信標(biāo)和標(biāo)簽，根據(jù)收集的觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)估計(jì)目標(biāo)物體的位置。為了跟蹤建筑物內(nèi)的物體，部署固定信標(biāo)（錨點(diǎn)）來(lái)接收從附著在被跟蹤物體上的移動(dòng)信標(biāo)（標(biāo)簽）發(fā)送的信號(hào)。錨點(diǎn)接收來(lái)自標(biāo)簽的信號(hào)并將其轉(zhuǎn)發(fā)到服務(wù)器，然后服務(wù)器計(jì)算該物體的實(shí)時(shí)位置。

IPS技術(shù)的類(lèi)型

與基于衛(wèi)星的GPS相反，IPS是多種不同技術(shù)的熔爐，包括無(wú)線(xiàn)電技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、聲學(xué)技術(shù)和磁技術(shù)，而每種技術(shù)都有其自身的優(yōu)點(diǎn)和局限性。不同的IPS技術(shù)和工藝齊頭并進(jìn)，以實(shí)現(xiàn)更高的準(zhǔn)確性。以下為使用各種類(lèi)型信號(hào)的分類(lèi)。

使用無(wú)線(xiàn)電信號(hào)的IPS

基于無(wú)線(xiàn)電的技術(shù)廣泛應(yīng)用于室內(nèi)定位系統(tǒng)，因?yàn)檫@些信號(hào)可以穿過(guò)工作場(chǎng)所常見(jiàn)的許多材料，包括Wi-Fi、藍(lán)牙、Zigbee、射頻識(shí)別(RFID)、超寬帶(UWB)、無(wú)線(xiàn)電檢測(cè)和測(cè)距(雷達(dá)）。此類(lèi)系統(tǒng)可以通過(guò)從發(fā)射器傳播到接收器的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)來(lái)檢測(cè)物體位置。

使用光信號(hào)的IPS

雖然光信號(hào)是某種電磁輻射，但其與無(wú)線(xiàn)電波有很大不同。這種室內(nèi)定位系統(tǒng)類(lèi)型由發(fā)光和反光物體組成，包括紅外系統(tǒng)、可見(jiàn)光通信（VLC）、光檢測(cè)和測(cè)距（LiDAR）。

使用聲音信號(hào)的IPS

聲音信號(hào)由在空氣中傳播的壓力波組成。由于聲音的傳播速度比電磁信號(hào)慢得多，因此測(cè)量時(shí)間段變得更加容易。這些系統(tǒng)可以非常準(zhǔn)確，但由于固體表面會(huì)阻擋信號(hào)，因此其通常只能在較大的開(kāi)放設(shè)施中使用，包括超聲波和可聽(tīng)聲音。

使用磁場(chǎng)的IPS

為了確定人或物體的位置，基于地球磁場(chǎng)的室內(nèi)定位系統(tǒng)使用磁力計(jì)來(lái)測(cè)量磁場(chǎng)變化。無(wú)需無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，位置估計(jì)通過(guò)諸如指紋識(shí)別之類(lèi)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。

IPS的常見(jiàn)用例

IPS一詞含義廣泛，幾乎可以在許多行業(yè)中實(shí)施，在這些行業(yè)中，室內(nèi)空間內(nèi)的有生命或無(wú)生命物體的精確定位是必不可少的。無(wú)論是在購(gòu)物中心、游樂(lè)園、交通樞紐、醫(yī)院、大學(xué)，甚至是大型企業(yè)辦公室，IPS都可以通過(guò)智能手機(jī)上的應(yīng)用程序讓軌跡定位和導(dǎo)航成為一次愉快的旅程。以下為IPS的一些常見(jiàn)用例。

機(jī)場(chǎng)和火車(chē)站

在交通樞紐，無(wú)論是大型機(jī)場(chǎng)、火車(chē)站還是公交車(chē)站，室內(nèi)定位系統(tǒng)對(duì)乘客都有很大的幫助。人們可以借助室內(nèi)地圖在車(chē)站內(nèi)找到自己的位置，并找到一條不太擁擠的路線(xiàn)取車(chē)。交通樞紐還可以應(yīng)用室內(nèi)定位技術(shù)，為出行者提供更好的體驗(yàn)。

工業(yè)與制造業(yè)

近年來(lái)，室內(nèi)定位系統(tǒng)在工業(yè)和制造業(yè)中的使用不斷增加，目的是提高勞動(dòng)安全性、降低成本并節(jié)省流程時(shí)間。特別是在大型工廠(chǎng)，室內(nèi)定位系統(tǒng)在資產(chǎn)控制、物流、應(yīng)急響應(yīng)等方面有很大幫助。

購(gòu)物中心

IPS不僅可用于增強(qiáng)消費(fèi)者的購(gòu)物體驗(yàn)，還可用于供應(yīng)商舉辦的基于位置的營(yíng)銷(xiāo)活動(dòng)。通常，這些購(gòu)物中心規(guī)模較大且基礎(chǔ)設(shè)施復(fù)雜?；诠蚕淼闹改腺Y產(chǎn)，訪(fǎng)客可以花更少的時(shí)間找到想要的產(chǎn)品，并獲得有關(guān)其在商場(chǎng)內(nèi)可以容易訪(fǎng)問(wèn)的相關(guān)信息。

醫(yī)院

幾十年來(lái)，醫(yī)院一直在努力解決室內(nèi)尋路問(wèn)題。室內(nèi)定位系統(tǒng)可以幫助游客輕松導(dǎo)航，從而減輕壓力和遲到。此外，醫(yī)生和其他工作人員也能受益匪淺，能夠快速找到醫(yī)療設(shè)備，定位一定范圍內(nèi)的患者，避免緊急情況的延誤。

多層停車(chē)場(chǎng)

多層停車(chē)場(chǎng)通常建在購(gòu)物中心和大型辦公樓下面，這些地方?jīng)]有GPS信號(hào)。使用室內(nèi)定位技術(shù)的智能停車(chē)系統(tǒng)可以跟蹤停車(chē)場(chǎng)的占用情況，并協(xié)助駕駛員建立前往最近可用停車(chē)位的路線(xiàn)。此外，還可以創(chuàng)建基于IPS的數(shù)字地圖，以保證導(dǎo)航和車(chē)輛的便捷出入。

IPS和GPS有何不同

當(dāng)談到GPS和IPS之間的區(qū)別時(shí)，很多人可能會(huì)感到困惑，因?yàn)樗鼈儓?zhí)行相似的任務(wù)，并縮寫(xiě)也相似。事實(shí)上，IPS可以看作是GPS的進(jìn)一步發(fā)展和延伸。如前所述，IPS和GPS最大的區(qū)別在于應(yīng)用領(lǐng)域。一種是針對(duì)室內(nèi)環(huán)境精確設(shè)計(jì)的，另一種是針對(duì)室外空間實(shí)際設(shè)計(jì)的。

由于室外和室內(nèi)空間的巨大差異，IPS和GPS采用的技術(shù)完全不同。GPS接收器必須鎖定來(lái)自三顆或更多衛(wèi)星的信號(hào)才能確定位置并跟蹤運(yùn)動(dòng)，而IPS應(yīng)用多種技術(shù)來(lái)進(jìn)行更精確的測(cè)量。值得注意的是，室內(nèi)GPS是一個(gè)正在進(jìn)行的研究領(lǐng)域，未來(lái)可能會(huì)出現(xiàn)新的選擇。

室內(nèi)導(dǎo)航和室內(nèi)定位一樣嗎

室內(nèi)導(dǎo)航和室內(nèi)定位實(shí)際上是兩個(gè)獨(dú)立的應(yīng)用，它們結(jié)合在一起為用戶(hù)提供增強(qiáng)的尋路體驗(yàn)。室內(nèi)定位允許用戶(hù)精確定位其在建筑物內(nèi)的位置，室內(nèi)導(dǎo)航將建議到達(dá)用戶(hù)想要的目的地的路徑。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，室內(nèi)定位或跟蹤是被動(dòng)記錄數(shù)據(jù)，而室內(nèi)導(dǎo)航是主動(dòng)建議用戶(hù)遵循路徑。

室內(nèi)導(dǎo)航結(jié)合了室內(nèi)定位技術(shù)和尋路技術(shù)，在室內(nèi)地圖上顯示一個(gè)藍(lán)點(diǎn)，隨著用戶(hù)實(shí)時(shí)移動(dòng)。如果沒(méi)有室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)，只能顯示當(dāng)前的位置，但沒(méi)有方向；而如果沒(méi)有室內(nèi)定位系統(tǒng)，室內(nèi)地圖的用戶(hù)必須在地圖上選擇起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)?？傊辛耸覂?nèi)定位系統(tǒng)，可以創(chuàng)建更有效的交互式室內(nèi)導(dǎo)航。

生成海報(bào)

免責(zé)聲明：本網(wǎng)站內(nèi)容主要來(lái)自原創(chuàng)、合作伙伴供稿和第三方自媒體作者投稿，凡在本網(wǎng)站出現(xiàn)的信息，均僅供參考。本網(wǎng)站將盡力確保所提供信息的準(zhǔn)確性及可靠性，但不保證有關(guān)資料的準(zhǔn)確性及可靠性，讀者在使用前請(qǐng)進(jìn)一步核實(shí)，并對(duì)任何自主決定的行為負(fù)責(zé)。本網(wǎng)站對(duì)有關(guān)資料所引致的錯(cuò)誤、不確或遺漏，概不負(fù)任何法律責(zé)任。任何單位或個(gè)人認(rèn)為本網(wǎng)站中的網(wǎng)頁(yè)或鏈接內(nèi)容可能涉嫌侵犯其知識(shí)產(chǎn)權(quán)或存在不實(shí)內(nèi)容時(shí)，應(yīng)及時(shí)向本網(wǎng)站提出書(shū)面權(quán)利通知或不實(shí)情況說(shuō)明，并提供身份證明、權(quán)屬證明及詳細(xì)侵權(quán)或不實(shí)情況證明。本網(wǎng)站在收到上述法律文件后，將會(huì)依法盡快聯(lián)系相關(guān)文章源頭核實(shí)，溝通刪除相關(guān)內(nèi)容或斷開(kāi)相關(guān)鏈接。