以下是同濟(jì)大學(xué)教授、英國(guó)工程技術(shù)學(xué)會(huì)(IET)會(huì)士劉兒兀的演講內(nèi)容(未經(jīng)本人核實(shí))，演講主題為“如何凸顯地理空間大數(shù)據(jù)服務(wù)智慧城市的價(jià)值”。

劉兒兀：各位下午好，我首先介紹一下題目，是叫室內(nèi)定位技術(shù)研發(fā)和發(fā)展趨勢(shì)。現(xiàn)在做的情況和今后的發(fā)展方向是往哪些方面去關(guān)注。

在具體的說一些技術(shù)之前，我先介紹一下自己，我是2001年博士畢業(yè)后在阿爾卡特朗訊工作，做業(yè)務(wù)方面的。之后2007年去英國(guó)理工大學(xué)工作了四年，2011年回來在同濟(jì)大學(xué)。我們真正做室內(nèi)定位這一塊是在2012年底、2013年開始的，目前進(jìn)展比較順利。

我談一下為什么我們要關(guān)注這個(gè)室內(nèi)定位。因?yàn)槲覀冎?0%的時(shí)間都在室內(nèi)，根據(jù)谷歌、ABI的預(yù)測(cè)到2019年的時(shí)候，室內(nèi)定位相關(guān)的延伸服務(wù)市場(chǎng)是幾百億美元，之前麥肯錫進(jìn)一步的預(yù)測(cè)個(gè)人位置的大數(shù)據(jù)會(huì)達(dá)到上千億，所以目前我想規(guī)格也好，ABI也好，可能估計(jì)會(huì)到幾百億這樣的規(guī)模。但是受限于室內(nèi)定位技術(shù)業(yè)務(wù)發(fā)展的一些因素，技術(shù)方面絕大多數(shù)的是要求1到3米的速度，這中間是否需要一些特殊的硬件以及是否需要額外的網(wǎng)絡(luò)成本。

我們看一下，因?yàn)闃I(yè)內(nèi)是把室內(nèi)的定位業(yè)務(wù)稱之為iLBS，包括消費(fèi)領(lǐng)域和企業(yè)領(lǐng)域。消費(fèi)領(lǐng)域包括商場(chǎng)超市這些等等，第一個(gè)主要是從消費(fèi)者的角度出發(fā)的，我如何來更好的購(gòu)物、消費(fèi)，更好地服務(wù)于我的生活。這個(gè)本身并不直接看到太多的商業(yè)價(jià)值，真正的商業(yè)價(jià)值是在第二個(gè)，在企業(yè)領(lǐng)域，相當(dāng)于有的一些地方需要用戶的數(shù)據(jù)，我搜集上去以后做專門的營(yíng)銷，例如宜家跟我們接觸，你在哪個(gè)柜臺(tái)停留的時(shí)間比較多，你在那里做什么，這個(gè)精度不能超過3到5米。

目前的iLBS的精度是1到3米，WIFI、藍(lán)牙、超寬帶UWB定位等，定位精度低，需額外部署基站等。

主流的技術(shù)，包括WIFI，地磁，UWB，超聲波、激光等等。這兩者的技術(shù)上，從技術(shù)上是類似的，都是目前不光是iLBS還是WIFI都是基于信號(hào)的強(qiáng)度，但是為什么把它們歸結(jié)為一類呢？iLBS做得比較好一點(diǎn)，它藍(lán)牙本身的信號(hào)，所以說它的定位會(huì)做得比較好一點(diǎn)，但是除此之外沒有的區(qū)別。下一代WIFI或者是藍(lán)牙，它走的路徑就不是這些。另外一個(gè)是藍(lán)牙的5.0，所以他們兩個(gè)是走不同的路徑的。

另外一個(gè)慣導(dǎo)，用觀星傳感器的數(shù)據(jù)，拿到以后做一些檢測(cè)、就可以獲取為精確的傳感數(shù)據(jù)用于定位。還有一個(gè)比較相對(duì)穩(wěn)定的，它不需要額外的發(fā)射源，它需要地磁場(chǎng)，天生比較穩(wěn)定。基于這個(gè)地磁場(chǎng)我們可以充分參與合作的采樣間隔和差值，建模。

從上面目前了解到的情況是室內(nèi)和室外的相比，包括桌子、椅子還有各種墻體，所以它的環(huán)境是復(fù)雜的，這種復(fù)雜不管是WIFI也好，都不能解決目前的精度的問題，成本的問題，部署的問題。所以需要有多種技術(shù)的方面來考慮。

另外在具體的技術(shù)實(shí)現(xiàn)上，我們的終端有一些問題，包括安卓的一些手機(jī)在低頻的時(shí)候，它的信號(hào)強(qiáng)度會(huì)丟掉的，特別是蘋果的系統(tǒng)它底層的信號(hào)，接口目前是沒有開放的，還有一些微信的問題，它取一些硬件的接口還是提供比較少的，這些都是API的問題。另外藍(lán)牙的本身，同時(shí)還有一個(gè)藍(lán)牙打開的時(shí)候一般會(huì)12秒鐘的時(shí)間。還有在具體的技術(shù)事先商，樓層判斷，你單純是用高度計(jì)還是嵌壓計(jì)，因?yàn)榍秹河?jì)不是所有樓層都有。

下面再來看研發(fā)現(xiàn)狀：主要的研發(fā)機(jī)構(gòu)。

一個(gè)是我們做的，之后有俄羅斯、卡內(nèi)基梅隆大學(xué)，還有微軟亞洲研究院，牛津大學(xué)。這是2014年的技術(shù)，我們可以看一下前面包括WIFI、地磁、數(shù)據(jù)融合這幾列是組重要的，因?yàn)樗苯釉谑謾C(jī)上來做的。另外會(huì)加一些圖的處理，包括地圖的匹配，是有助于精度的提高。我們覺得這種東西在目前手機(jī)的處理能力上，可以盡量少一點(diǎn)，因?yàn)樘嗔藢?duì)你的計(jì)算量也好或者是相應(yīng)時(shí)間也好，都是很復(fù)雜的。

到2015年我們這里寫的2D，基本上是靠手機(jī)的，比如說俄羅斯的(英文)公司，它是2015年微軟的冠軍，之后是FRAUNHOFER研究所，特點(diǎn)這里是有地圖匹配，到2015年的時(shí)候我們就看到這個(gè)技術(shù)本身多考慮了一些地圖匹配方面的東西。

到2016年也是2D的手機(jī)，我們也參加了這個(gè)比賽，我們就拿到了第二名的名次。包括有日本的RICOH公司，基本上這些是2014、2015、2016年囊括了當(dāng)前國(guó)際上主流的公司所做的工作。

另外一個(gè)是3D的，用超寬帶，我們可以看到這是2015年以及2016都是以超寬帶的一些東西。超寬帶的話最好的可以看到萊卡測(cè)量，主要是基于之前密西根大學(xué)在2015年做的，后來很多的公司都是用(英文)的。這個(gè)是比之前更詳細(xì)的圖，有幾家單位，有兩個(gè)研究院，包括德國(guó)的大學(xué)。

我們從上面的各種學(xué)校和企業(yè)、公司所開發(fā)的工作來看，有一個(gè)趨勢(shì)是是多種定位技術(shù)，而這種是基于磁場(chǎng)指紋、信號(hào)強(qiáng)度、終端定位、網(wǎng)絡(luò)定位、數(shù)據(jù)挖掘等?；谘邪l(fā)趨勢(shì)，DWELT室內(nèi)定位技術(shù)。這個(gè)圖是我們的框架，這個(gè)左邊是地磁指紋，右邊是慣導(dǎo)。

目前我們做到一到三年室內(nèi)的逐步導(dǎo)航，四用了異構(gòu)的數(shù)據(jù)融合算法，我們可以做自動(dòng)流程的檢測(cè)。這個(gè)定位引擎是從手機(jī)的內(nèi)部傳感器收集數(shù)據(jù)，使用包含地磁、無線指紋的電子地圖，地圖可通過云端保存和獲取。結(jié)合傳感器和地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行室內(nèi)定位導(dǎo)航。利用手機(jī)現(xiàn)有的東西，不需要額外的硬件設(shè)備。這個(gè)是我們簡(jiǎn)單的界面，這個(gè)是無人機(jī)大會(huì)上做的幾個(gè)展館的定位。這個(gè)是在上海龍之夢(mèng)做的實(shí)測(cè)。

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