LBS技术的延伸及室内定位技术研究综述


LBS 技术的延伸及室内定位技术研究综述
摘要:LBS 定位服务又叫做移动位置服务(Location Based Service,LBS),它是 通过电信移动运营商的网络(如 GSM 网、CDMA 网)获取移动终端用户的位置信 息(经纬度坐标),在电子地图平台的支持下,为用户提供相应服务的一种增值业 务。室内定位是指在室内环境中实现位置定位,主要采用无线通讯、基站定位、 惯导定位等多种技术集成形成一套室内位置定位体系,从而实现人员、物体等在 室内空间中的位置监控。 关键词:移动位置服务;位置信息;位置定位;室内位置定位体系 引言:LBS 技术具有覆盖率高,定位精确等优点,现已将该技术广泛用于人们的 日常生活中,从寻找旅馆、急救服务到导航,几乎可以覆盖生活中的所有方面。 室内定位技术从普通的商业活动,科学研究,直至紧急救助等各行业中都有重要 的应用。在百货商场里为客户提供导购服务。手机会告诉你,提供导购服务,附 近有哪些商品在打折;在旅游景区、展馆、机场、实现定位导览,进行展品介绍; 机场,可以精确引导用户办手续、指示卫生间位置等等。因此,对 LBS 技术及 室内定位技术的应用开发研究已经成为当今世界应用开发的重要方面。

一.LBS 技术及室内定位技术的业务特点
(1)LBS 定位服务其业务特点主要有:一、要求覆盖率高。一方面要求覆盖 的范围足够大。 另一方面要求覆盖的范围包括室内。用户大部分时间是在室内使 用该功能, 从高层建筑和地下设施必须保证覆盖到每个角落。 根据覆盖率的范围, 可以分为三种覆盖率的定位服务:在整个本地网、覆盖部分本地网和提供漫游网 络服务类型。 除了考虑覆盖率外,网络结构和动态变化的环境因素也可能使一个 电信运营商无法保证在本地网络或漫游网络中的服务。二、定位精度。手机定位 应该根据用户服务需求的不同提供不同的精度服务, 并可以提供给用户选择精度 的权利。例如美国 FCC 推出的定位精度在 50 米以内的概率为 67%,定位精度在 150 米以内的概率为 95%。定位精度一方面与采用的定位技术有关,另外还要取 决于提供业务的外部环境,包括无线电传播环境、基站的密度和地理位置、以及 定位所用设备等。 (2)室内定位技术主要分基站定位和惯导定位两种服务商。基站定位服务商主 要有:谷歌、诺基亚、TI、苹果、高德、百度等采用 WIFI 定位;惯导定位服务 商主要有:美国的 NAVISEER,龙旗瑞谱科技,上海消防研究所。目前商用技术 基本采用 WIFI,RFID 等无线通讯基站方案,针对应急救援主要采用惯性导航等 技术方案, 因为应急救援面对的场所应该都是灾害性的,基站无线通讯都属于瘫 痪状态,还有就是社会成本过高,所以只能采用惯性导航技术,它无需任何额外 的基础设施或网络, 以无线方式实时输出人员的行走距离与方向信息,可以实现 在各种复杂环境中人员的准确定位,为保证人员的生命安全提供有效的保证。

二.现有模式
(1)LBS 技术现有模式 娱乐休闲模式 1.签到(Check-In)模式: 主要是以 Foursquare 为主,还有一些国外同类服务还

有 Gowalla、Whrrl 等,而国内则有:嘀咕、玩转四方、街旁、开开、多乐趣、 在哪等几十家。 1) 用户需要主动签到(Check-In)以记录自己所在的位置 2) 通过积分、勋章以及领主等荣誉激励用户 Check-In,满足用户的虚荣感 3) 通过与商家合作,对获得的特定积分或勋章的用户提供优惠或折扣的奖励, 同时也是对商家品牌的营销 4) 通过绑定用户的其它社会化工具,以同步分享用户的地理位置信息 5) 通过鼓励用户对地点(商店、餐厅等)进行评价以产生优质内容 2.大富翁游戏模式: 国外的代表是 Mytown,国内则是 16Fun。主旨是游戏人生, 可以让用户利用手机购买现实地理位置里的虚拟房产与道具, 并进行消费与互动 等将现实和虚拟真正进行融合的一种模式。 生活服务模式 1. 周边生活服务的搜索:以点评网或者生活信息类网站与地理位置服务结合的 模式,代表大众点评网。主要体验在于工具性的实用特质,问题在于信息量的积 累和覆盖面需要比较广泛。 2. 与旅游的结合:旅游具有明显的移动特性和地理属性,LBS 和旅游的结合是 十分切合的。 3. 会员卡与票务模式: 实现一卡制,捆绑多种会员卡的信息,同时电子化的会 员卡能记录消费习惯和信息, 充分的使用户感受到简捷的形式和大量的优惠信息 聚合。 社交模式 1. 地点交友,即时通讯:不同的用户因为在同一时间处于同一地理位置构建用 户关键,代表是兜兜友。 2. 以地理位置为基础的小型社区: 地理位置为基础的小型社区,代表是“区区 小事” 。 (2)室内定位技术现有模式 1. 蓝牙室内定位技术的代表是 Nokia,推出了 HAIP 的室内精确定位解决方案, 采用基于蓝牙的三角定位技术, 除了使用手机的蓝牙模块外, 还需部署蓝牙基站, 最高可以达到亚米级定位精度。 但由于蓝牙基站的不普及,室内精确定位成本较 高,在目前公开报道中,尚没有大规模推广的报道。 2. 超宽带定位的代表是 Ubisense,其定位方案采用 UWB(超宽带)脉冲信号, 由多个传感器采用 TDOA 和 AOA 定位算法对标签位置进行分析, 多径分辨能力 强、精度高,定位精度可达亚米级。但 UWB 难以实现大范围室内覆盖,且手机 不支持 UWB,定位成本非常高。 3. 超声波定位应用案例的代表是 Shopkic,在店铺安装超声波信号盒,能够被手 机麦克风检测到,从而实现定位,主要用于店铺的签到。 4. 手机自主惯性传感器定位导航的代表是 Broadcom 和 Intel, 他们推出利用手机 的惯性传感器数据进行定位计算的硬件解决方案, 但由于手机初始姿态的不确定 性和手机惯性传感器精度问题, 室内定位效果不佳。现在越来越多的人用自主惯 性传感器定位导航进行辅助导航, 特别是 IOS 手机不开放 RSSI 等接口的情况下。

三.发展前景
(1)LBS 的技术创新 1. 位置上的不同

在王利杰看来,移动互联网时代 LBS 是一个伪命题,因为所有的移动互联网都 是 LBS, 他认为所有的都应该考虑到属性的问题, 一方面可以提高以前做不到的 事情,一方面提升用户体验。 2. 区别是身份上的区别 在智能手机上面 SIM 卡是你真实身份的凭证,但是在互联网发展的这十年,产 品经理的思维逻辑还是在互联网时代成立的,像在 iphone 上只有一个设备的 ID 就可以做定义,如果有什么信息推送不需要邮件地址,只需要移动 ID,所以移 动互联网可以绕开繁琐的步骤。 3. 传感上的差异 在智能手机上,现在厂商的需要差异化竞争,安卓是开放的平台,大家拿到的东 西差不多, 所以硬件上面的竞争除了外形上更薄、 更酷, 电池要小, 还要容量大, 其它层面一个重要的方向就是传感。 每一个小小的传感的增加带来无限的应用想 象空间。 4. 连接是双向的互动,而非是单向的信息传输 今天在业务设计者的思维逻辑里互联网时代不太涉及推送这个概念。 但是在移动 互联网时代这个关系就显得明朗多了, 现在只需要调用下接口就可以把用具的需 要信息在恰当的时机推送给目标群体。 (2)室内定位技术的发展前景 1.室内定位技术的前景 A. 未来是移动互联的时代 B. 移动服务最后一米的机会 人平均 80%的时间在室内,80%移动电话使用和数据连接在室内使用。 2.室内定位的需求 A. 公共安全及应急响应 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。 B. 定位导览 1)这建筑物内有什么东西。 2)我办公室的周围是谁。 3)我车放在地下停车场什么位置。 4)超市里的牛奶在什么位置。 5)大型商场里面最近的餐馆在哪里。 6)怎么去那里。 3.社交需求 实现名片交换、微博推送、类似微信进行交友互动等等。 4.市场推广需求 在百货商场里为客户提供导购服务。手机会告诉你,提供导购服务,附近有 哪些商品在打折。 在旅游景区、展馆、机场、实现定位导览,进行展品介绍等。机场,可以精 确引导用户办手续、指示卫生间位置等等。 总结:近年来,随着国家安全、公共安全以及生产安全问题的日益突出,各种需 求日益迫切。 打一个最明显的比方, 近年来我们国家煤矿瓦斯爆炸事件频繁发生, 很多企业也逐渐开始采用定位系统,对矿工的生产管理进行实时监测。除了日常

可以对它进行打卡和管理之外, 在紧急情况下可以用实时定位系统,对人员的救 助提供帮助, 可以提高抢救效率。目前有部分学校就给学生的身上佩带了一些实 时定位系统,可以对学生的行动路径进行监控,可以帮助对于孩子进行救助。还 有一些其他场景, 在国外用的比较多,在医院里面对于一些传染病人还有传染病 类似处理的医疗废物, 为了避免传染, 我们国内在地坛医院也安装了类似的系统, 对于敏感病人、敏感区域还有一些大夫进行实时监控管理。在娱乐场所,现在我 们经常去一些娱乐的地方,比如像香山、海滨等等经常会发生寻找孩子的事情, 其中很大的一个场景就是小孩经常走失。在一些国外的场景,有些给孩子身上戴 一些小的实时定位系统,可以帮助为孩子提供找寻服务。由此可见,定位技术在 我们的日常生活中扮演着不可或缺的角色。


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