在室內環(huán)境下，只需打開應用，拍攝幾張周圍環(huán)境照片就可實現(xiàn)實時定位?

　　上面視頻展示的是慕尼黑工業(yè)大學(TUM)主校區(qū)的室內導航解決方案，通過對整個校園建筑內部的三維數(shù)字化，學生和參觀者可以使用TUM導航應用找到教室、實驗室、圖書館或餐廳，還可以將導航頁面切換成360度全景導航模式。不同于其他室內定位技術的是，該解決方案無需額外基礎設施的布設。從視頻中可以看出，使用者在進行定位時只需打開應用拍攝幾張周圍環(huán)境照片就可實現(xiàn)實時定位。

　　近年來，室內導航作為大型商超LBS解決方案一直備受關注，從前業(yè)內人士表示過室內導航技術決定了LBS商業(yè)應用落地的最后一公里。近年來，包括機場、火車站、商場、工廠、學校等多種室內場景都有不少應用案例。

　　近期泰伯網(wǎng)找到了這家提供上面解決方案的德國企業(yè)NavVis，其特有的“無源”室內定位相較傳統(tǒng)的wifi指紋、藍牙beacon、超寬帶UWB等多種需布設基礎設施的定位技術而言，定位技術原理是什么，優(yōu)劣勢在哪?希望本文能給關注室內定位導航這一獨特領域的讀者有一定的啟發(fā)作用。

　　擺脫基站布設，照片指紋識別進行定位

　　采訪中NavVis大中華區(qū)負責人蕭翰向泰伯網(wǎng)介紹，NavVis總部位于德國，專門從事3D室內激光掃描建模、無源室內導航軟硬件開發(fā)的科技公司。

　　“NavVis3D激光掃描建模、基于高清全景圖像和點云數(shù)據(jù)overlay的IndoorViewer虛擬現(xiàn)實技術，以及以圖像指紋識別技術為基礎的室內導航解決方案都是基于慕尼黑工業(yè)大學機器人研究院自2007年開始的科研項目，經(jīng)過7年公立資金支持技術孵化，于2013年才開始商業(yè)化，但2014年就迅速進入國際市場。”

　　據(jù)蕭翰介紹，上述視頻案例提到的通過照片進行定位技術本質是以圖像指紋識別技術為基礎的室內導航解決方案，原理是通過后臺對手機拍攝2-3張地物照片的結構信息(大小僅幾kB)進行提取，發(fā)至服務器端，利用計算機視覺圖像識別技術進行圖像空間結構信息交叉比對后得到定位數(shù)據(jù)。

手機帶人拍照

兩種導航模式：2D平面圖導航和3D全景導航，這里是2D地圖上定位的位置

2D平面圖導航模式轉換到3D全景模式，成功定位到掃描當時的燈箱位置

實時追蹤手機在室內地圖的位置

　　值得一提的是，這種“無源”定位技術的定位精度并不會受到人群流動的影響，原因在于解決方案前期所采集的數(shù)據(jù)是空間結構信息。

NavVis M3移動掃描系統(tǒng)

　　為什么場所內的人群密度以及動態(tài)不會影響到NavVis采集的定位數(shù)據(jù)?對此，蕭翰向泰伯網(wǎng)解釋，“NavVisM3移動掃描系統(tǒng)在采集數(shù)據(jù)時，可以同時采集高精度激光點云數(shù)據(jù)+1600萬*6高分辨率全景采集+WiFi+藍牙Beacon+地磁數(shù)據(jù)+IMU慣性制導單元數(shù)據(jù)的多種傳感器融合的復合數(shù)據(jù)，計算機在圖像結構比對之前會預讀取WiFi和藍牙Beacon的設備信息縮小圖像模式識別的搜索范圍，進一步提升定位速度和定位精度。”

　　蕭翰指出，正是因為這些空間結構信息數(shù)據(jù)并非基于定位基站參照設備的空間關系，也不受到數(shù)據(jù)發(fā)射器、接收器的信號強弱所干擾，傳統(tǒng)室內定位技術極大影響定位精度的墻體結構、玻璃、水以及人群走動等因素都不會影響到NavVis給出的定位精度。

　　室內定位技術往往受技術條件所限

　　目前在國內和國際市場中，室內定位主流技術仍是WiFi和藍牙Beacon的有源定位方式，由于基建投資巨大而且定位效果并不理想，催生了地磁定位和VLC可見光定位的出現(xiàn)，但還是脫離不了通過基建投資建立信息網(wǎng)絡。

　　以WiFi和藍牙beacon為例，傳統(tǒng)方式是通過讀取WiFi或者藍牙Beacon信號強度來計算定位設備與周邊WiFi或者藍牙信號發(fā)射器的相對距離，進而利用triangulation三角定位法進行定位，但同時也對WiFi或者藍牙信號發(fā)射器信號相對強度的穩(wěn)定性有很高要求，尤其在人員密集區(qū)信號強度大打折扣，會對定位精度有很大影響，定位精度的理論值與實際應用中會相距甚大。

　　近年來雖然有可達2米甚至1米以內精度的理論數(shù)據(jù)，但在實際使用中，Wi-Fi定位一般是5-8米甚至10米精度。相較之下，“無源”定位精度就表現(xiàn)出很大優(yōu)勢。據(jù)蕭翰介紹，NavVis無源手機導航APP在70%-90%情況下定位精度為2到4米。

　　無源室內定位市場亟待拓展應用場景

　　很明顯，無源室內定位技術對使用場景以及用戶要求有前提條件。

　　“無源”室內定位技術因無需基站布設而帶來精度不受信號強弱影響、使用成本低的優(yōu)點，但不能對物體進行實時被動定位。“無源”定位系統(tǒng)要求使用者必須手持帶有攝像頭的終端對周邊環(huán)境進行拍攝方可進行有效定位，沒有拍攝能力的實物自然無法被列入使用者之列。比如醫(yī)院里移動的重要醫(yī)療設備、家庭里的保險柜等物件則無法使用這樣的方式進行定位。

　　并且目前“無源”室內定位的使用場景還是受限，需要讓用戶頻繁使用攝像設備拍照，這本身已經(jīng)約束了無源定位技術的推廣?？梢韵胂?，需要搭配類似谷歌眼鏡等AR設備使用，才更能發(fā)揮“無源”定位技術的優(yōu)勢，但谷歌本身已經(jīng)宣布了智能AR眼鏡項目的失敗，需要通過拍照進行定位的無源定位技術，目前，要擴大自己還需要等待時機的出現(xiàn)。

　　另外，依托于APP應用的室內定位服務模式推廣受限、室內定位技術產(chǎn)生數(shù)據(jù)的商業(yè)價值遠沒有被挖掘等多種現(xiàn)實問題還需這個領域內的所有玩家齊心協(xié)力去解決。

　　若說無源定位技術的出現(xiàn)，會改變現(xiàn)有諸多的應用場景，這個定論還為時尚早，更多的是對現(xiàn)有眾多室內定位技術體系的一個有效補充與豐富，但這本身已經(jīng)是值得高興的一個事情。

　　寫在最后

　　泰伯網(wǎng)曾與行業(yè)內多家室內導航定位企業(yè)有過采訪與溝通，得到的普遍共識是，室內定位技術本身并不創(chuàng)造直接商業(yè)價值，它需要和AR/VR、智能硬件、商業(yè)智能數(shù)據(jù)挖掘、室內建筑數(shù)據(jù)以及各行各業(yè)數(shù)據(jù)和應用結合才能為用戶創(chuàng)造真正的價值。比如通過定位技術對商場內海量人群的運動軌跡、停留時間等數(shù)據(jù)進行有效挖掘，才能呈現(xiàn)數(shù)據(jù)價值所在。

　　實際上，通過何種方式去實現(xiàn)定位技術本身，這并不重要。泰伯網(wǎng)關注技術的推陳出新，同時更關注的是通過技術讓數(shù)據(jù)更鮮活更有價值的研究過程。

　　研究機構Research and Markets曾預計2013~2018年室內定位市場的年復合增長率將達48.4%;科技行業(yè)咨詢公司IDTechEx也有數(shù)據(jù)顯示，到2024年室內定位的總市場規(guī)模將超過100億美元。泰伯網(wǎng)希望越來越多類似NavVis的新鮮血液加入，將室內定位技術帶向前所未有的技術發(fā)展高度。