隨著城市化的加劇，人們的活動(dòng)越來越集中在室內(nèi)，大型建筑的設(shè)計(jì)在功能愈加完備的同時(shí)結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜，這對(duì)室內(nèi)定位技術(shù)而言，可以說是機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。近幾年，室內(nèi)定位技術(shù)曾一度引起行業(yè)內(nèi)外的廣泛關(guān)注，基于各種通信技術(shù)的解決方案不斷涌現(xiàn)。但是，到目前為止，能被大家所廣泛接受和認(rèn)可的、基于室內(nèi)定位技術(shù)的產(chǎn)品級(jí)應(yīng)用并沒有真正出現(xiàn)，這是為什么呢?
近日，網(wǎng)易科技記者就室內(nèi)定位相關(guān)的技術(shù)問題采訪了華策光通信COO唐海軍。華策光通信是一家專注于基于光通信的室內(nèi)定位技術(shù)研發(fā)的科技初創(chuàng)公司。
市場(chǎng)潛力雖大 精準(zhǔn)定位發(fā)展或受技術(shù)限制
精準(zhǔn)市內(nèi)定位的應(yīng)用可覆蓋公共安全、生活社交、購物游覽等諸多領(lǐng)域。具體應(yīng)用場(chǎng)景可能會(huì)有以下這些：井下定位、核電站導(dǎo)航、商場(chǎng)導(dǎo)購、精準(zhǔn)廣告推送、地下停車場(chǎng)導(dǎo)航、機(jī)場(chǎng)導(dǎo)航、盲人語音導(dǎo)航、室內(nèi)展館導(dǎo)覽及不同場(chǎng)景的人員管理等。
所謂的定位，實(shí)際上是一個(gè)相對(duì)位置判斷的過程，這個(gè)過程涉及到地圖制造、信息接收、信息處理和信息匹配等幾個(gè)步驟。地圖制造是指在室內(nèi)平面圖 或者3D地圖上標(biāo)注特定位置的特征信息的過程。目前，這個(gè)特征信息通常是某種信號(hào)的強(qiáng)弱來表示，比如藍(lán)牙信號(hào)、WiFi信號(hào)或者是光信號(hào)。相對(duì)應(yīng)的，地圖制造過程還需要在實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景中部署發(fā)射信號(hào)的基站。通常，在一定范圍內(nèi)，基站越密集定位精度相對(duì)越高。信息接收是指終端通過相應(yīng)的模塊接收基站所發(fā)出信號(hào)的過程。終端根據(jù)接收到的信息，通過計(jì)算可以判斷出與發(fā)射信號(hào)的一個(gè)或者幾個(gè)基站之間的相對(duì)位置關(guān)系，這個(gè)位置關(guān)系可能是一個(gè)精確距離或者距離范圍，亦或是相對(duì)位置的角度關(guān)系。根據(jù)這些數(shù)據(jù)和事先設(shè)置的定位算法最終可以確定終端在地圖上的位置范圍。
綜上，室內(nèi)定位技術(shù)主要涉及通信技術(shù)和定位算法兩個(gè)問題，而定位算法需要配合相應(yīng)的通信技術(shù)，因此，通信技術(shù)是室內(nèi)定位的關(guān)鍵所在。
目前，應(yīng)用于室內(nèi)定位的技術(shù)主要有基于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的輔助GPS(A-GPS)、偽衛(wèi)星(Pseudolite)、無線局域網(wǎng)(WLAN)、射頻標(biāo)簽(RFID)、Zigbee、藍(lán)牙(Bluetooth，BT)、超寬帶無線電(UltraWideBand，UWB)、地磁其他衛(wèi)星或地面數(shù)字通信及廣播信號(hào)、紅外定位、光跟蹤定位、計(jì)算機(jī)視覺定位、超聲波定位等。其中，在商業(yè)級(jí)室內(nèi)定位產(chǎn)品應(yīng)用的主要采用WiFi、藍(lán)牙、光通信技術(shù)中的一種或幾種。但是，目前落地的商業(yè)級(jí)APP或因其用戶體驗(yàn)(包括定位精度、定位速度、信號(hào)穩(wěn)定性等問題)不夠好、推廣力度不夠大以及成本投入等原因，一直沒有被大家所廣泛接受。當(dāng)然，這與室內(nèi)定位本身的小范圍、定制化等特性也不無關(guān)系。
基于光通信的室內(nèi)定位有何不同之處?
白光通信也叫可見光通信，是將需要傳輸?shù)男畔⒕幾g成一段調(diào)制信號(hào)，用脈寬調(diào)制的方法附加到LED燈具的驅(qū)動(dòng)電流上，利用室內(nèi)無處不在的光源作為發(fā)射載體，當(dāng)用戶進(jìn)入燈具照明區(qū)域，利用智能手機(jī)的前置攝像頭接收并識(shí)別光信號(hào)，解析出燈具發(fā)送的唯一身份識(shí)別信息。利用所獲取的身份識(shí)別信息在地圖數(shù)據(jù)庫中確定對(duì)應(yīng)的位置信息，完成定位。
(圖片由華策光通信提供)
相對(duì)于WiFi和藍(lán)牙定位，白光定位只是根據(jù)單一信號(hào)判斷位置，因此免去了基于定位算法的信息處理過程，所以在定位速度上或有優(yōu)勢(shì)。
據(jù)記者測(cè)試了解，目前，在信號(hào)穩(wěn)定的情況下，基于WiFi和藍(lán)牙的室內(nèi)定位應(yīng)用的定位精度在5-10m;基于光通信的室內(nèi)定位技術(shù)可以較精準(zhǔn)地識(shí)別常規(guī)家用布置下的兩盞LED燈，最佳定位精度在10m左右。另據(jù)記者了解，目前配置一套完整的藍(lán)牙定位系統(tǒng)，維護(hù)成本占整個(gè)系統(tǒng)成本的比例很高，這是由于藍(lán)牙基站是單純?yōu)榱硕ㄎ欢渴鸬挠布O(shè)備。而光通信定位的模塊是被預(yù)先集成到LED燈具中的，從而節(jié)省了額外的維護(hù)費(fèi)用。唐海軍還特別強(qiáng)調(diào)，LED作為一種節(jié)能環(huán)保的燈具，在產(chǎn)業(yè)上受到相關(guān)政策的扶持，這會(huì)不會(huì)是白光定位的又一便利條件呢?
Lifi只是一部分 光通信的野心在構(gòu)建“光網(wǎng)”
通信技術(shù)的本質(zhì)是信息傳輸，可見光通信(VLC)和電磁波通信并沒有本質(zhì)區(qū)別，光的本質(zhì)是波，VLC采用了頻率更寬的可見光波傳輸信號(hào)。然而，通信業(yè)越來越困擾于頻譜資源的有限，每一次升級(jí)迭代都繞不開如何分配新頻譜的討論。而可見光頻譜寬度至少是無線電頻譜的10000倍，尚未得到開發(fā)利用。因此光通信技術(shù)的應(yīng)用遠(yuǎn)不止室內(nèi)定位這么簡單。
首先，光信號(hào)受環(huán)境影響較小，只有在特定的燈光位置下，信息才能直線性一對(duì)一傳輸，保密性強(qiáng)。據(jù)唐海軍透露，華策光通信的相關(guān)專利技術(shù)已經(jīng)引起某些涉密單位及行業(yè)合作伙伴的的關(guān)注，雙方正在從事一些項(xiàng)目的產(chǎn)品開發(fā)及合作。
除了安全性因素之外，傳輸速率也是通信技術(shù)不可避免的一個(gè)問題。據(jù)最新資料顯示，可見光傳輸速率在技術(shù)上已經(jīng)達(dá)到10Gbps，4G最大的傳輸速率為100Mbit/s。據(jù)華策光通信開發(fā)人員介紹，目前低頻的光通信技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，可以較好地支持文本、音頻的傳輸。記者也在現(xiàn)場(chǎng)體驗(yàn)了LED燈的音頻傳輸功能，音質(zhì)流暢。
LiFi是LED可見光取代電磁波傳輸數(shù)據(jù)一大應(yīng)用，通過在LED燈中植入芯片，讓LED燈變成一個(gè)無線熱點(diǎn)，利用快速的光脈沖、無線傳輸、二進(jìn)制編碼而達(dá)到通信的目的。但是光通信要做的不僅僅是入口，據(jù)唐海軍介紹，未來有可能給每盞LED燈分配一個(gè)全球唯一的ID，從而形成一張巨大的光網(wǎng)，以達(dá)到信息傳輸、定位等多種目的。
(LiFi實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景)
行業(yè)尚處于起步狀態(tài) 共享才能共贏
據(jù)唐海軍介紹，華策光通信團(tuán)隊(duì)目前有70%以上的人員屬于研發(fā)人員，主要分為基礎(chǔ)研發(fā)和產(chǎn)品級(jí)開發(fā)兩個(gè)方面。據(jù)唐海軍透露，公司正在籌備規(guī)模在500-1000萬美元的A輪融資。“新技術(shù)的落地必須依靠產(chǎn)品級(jí)應(yīng)用，而在技術(shù)發(fā)展的早期，華策光通信與合作伙伴一同根據(jù)不同場(chǎng)景產(chǎn)品狀態(tài)正進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)級(jí)的投入。”唐海軍說，“目前我們也與對(duì)相關(guān)行業(yè)公司及研發(fā)單位就相關(guān)專利進(jìn)行授權(quán)，攜手大家一同推廣可見光通信技術(shù)。”
