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伟德体育技术(上)–惯导定位/Wifi定位

过去三十年间,以GPS为代表的全球卫星导航系统重塑了人类生活,成为现代社会的一个重要技术里程碑。越来越多的购物商场、交通枢纽、体育场馆等正在成为城市新地标,这些现代化的大型建筑都拥有巨量的室内空间。智能手机及其他无线设备的普遍使用,更是直接引爆了对室内位置数据的市场需求。因此,伟德体育技术正在成为学术研究和行业应用的热点领域。

伟德体育技术(上)--惯导定位/Wifi定位

伟德体育致力于室内及室外小区域LBS领域10+年,提供室内、室内外一体化精准定位,精细地图定位导航,位置监控与位置服务。利用自主研发的室内外一体化地图引擎、室内外定位、监控系统、大数据分析系统及相关工具, 精准探究各行业市场需求,目前已为1500+企业提供移动互联网时代的位置服务。

本文针对伟德体育自研的10+种伟德体育技术,进行逐一讲解。

伟德体育技术(上)--惯导定位/Wifi定位

1.行人惯性导航

行人惯性导航技术是一种利用惯性测量单元(IMU)来确定行人位置和方向的导航方法。IMU通常包括加速度计和陀螺仪,它们分别测量线性加速度和角速度。

1)IMU传感器持续采集加速度和角速度数据;

2)使用IMU数据,通过数学模型(如四元数或旋转矩阵)来确定行人的当前姿态;

3)通过积分加速度数据来更新速度,再通过积分速度数据来更新位置;

4)将IMU测量的载体坐标系数据转换为导航坐标系数据。

主要优点:

1)自主性:不依赖外部信息;

2)连续性:能够提供连续的位置和姿态信息;

3)短期高精度:在短期内(如几分钟内)提高定位精度或弥补定位缺失;

4)适用性广泛:适用于多种场景,包括室内导航、紧急救援和公共安全等。    

主要缺点:

1)误差累积:随着时间的推移,IMU测量的误差会累积,导致定位精度下降;

2)对初始条件敏感:对初始位置和姿态的准确性要求较高;

3)受环境影响:在某些环境下,如强磁场干扰环境中,IMU的性能可能会受到影响;

4)个体差异:不同行人的步态和运动习惯差异较大,可能导致步态检测和步长估计的准确性下降,影响定位精度。

惯导定位效果如下:

考虑行人惯性导航技术的优缺点,在实际应用场景中,惯性导航可以作为其他定位技术的辅助手段,例如在蓝牙定位、WiFi定位中采用惯导定位作为定位补充。 

2.Wi-Fi定位

Wi-Fi指纹定位技术是一种基于无线信号强度(RSSI)的伟德体育方法。它通过在室内环境中的多个位置测量Wi-Fi信号强度,构建一个包含信号强度特征的指纹数据库。当需要定位时,系统会采集当前位置的Wi-Fi信号强度,并与数据库中的特征进行匹配,从而确定用户的当前位置。涉及到算法为确定性Wi-Fi定位算法、概率性定位算法和指纹的聚类指纹定位算法。

离线阶段:收集来自各个Wi-Fi接入点的信号强度RSSI。这些数据被记录并形成指纹数据库,也称为无线电地图(Radio Map)。

在线阶段:手机在此环境中移动时,设备实时采集当前位置的Wi-Fi信号强度,并与指纹数据库中的数据进行匹配,以确定用户的位置。

主要优点:    

1)覆盖范围广:Wi-Fi网络已经广泛部署,使Wi-Fi定位技术容易推广和使用;

2)成本较低:Wi-Fi的芯片模组价格低廉,且利用现有的Wi-Fi设施,无需额外建设;

3)场景于泛:适合大型商场、超市等场景,进行位置管理等不需高精度定位场合。

缺点:

1)精度有限:Wi-Fi定位的精度受到多种因素影响,如建筑物材料、Wi-Fi信号穿透能力等,可能导致较大的误差,经过测试Wi-Fi热点的数量和分布足够好的情况下精度可达3-5米;

2)需要维护和更新:为了保持定位精度,需要定期更新和维护Wi-Fi热点的数据库,这可能涉及额外的工作和成本;

3)终端问题:目前苹果手机无法支持Wi-Fi定位、华为/荣耀手机仅有部分机型支持、其他的例如小米、OPPO、Vivo等手机支持Wi-Fi定位。

WiFi定位效果如下:

Wi-Fi定位技术在成本和覆盖范围方面具有优势,但在精度和环境适应性方面存在局限性。它适用于对定位精度要求不是特别高,并且Wi-Fi热点的数量和分布本身就足够好的室内环境,如商场、展览中心等。

待续……

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