芬兰奥卢大学(University of Oulu)的一个研发团队通过识别不同地点的地磁,帮助用户进行室内导航,并基于地磁感应技术成立了移动室内定位的IndoorAtlas公司。其核心技术独立于任何外部基础设施,使用无线接入点技术,并且没有任何硬件安装的要求。
很早之前人们就意识到GPS无法在室内正常工作的重大缺陷,在这些GPS无法正常工作的环境中,如遭受自然灾害和被困在室内或地下某处时,救援人员如何发现需要救助的人和制定救援路线就成为一个必须克服的问题。另外,随着数据业务和多媒体业务的快速增加,人们对在复杂的室内环境中定位与导航的需求也日渐增加。为此,很多3S专家提出了多样室内定位技术解决方案,如A-GPS定位技术、超声波定位技术、蓝牙技术、红外线技术、射频识别技术、超宽带技术、无线局域网络、光跟踪定位技术等等。但是受定位时间、定位精度以及复杂室内环境等条件的限制,目前还无法用比较完善的定位技术来满足室内定位的真正需求。
而在近期,室内导航的武器库中却增添了一件极具创新的新兵器——地磁导航技术。芬兰奥卢大学(University of Oulu)的一个研发团队通过识别不同地点的地磁,帮助用户进行室内导航,并基于地磁感应技术成立了移动室内定位的IndoorAtlas公司。其核心技术独立于任何外部基础设施,使用无线接入点技术,并且没有任何硬件安装的要求。IndoorAtlas研发的软件为室内定位导航提供一个完整的工具箱,在商店促销、移动游戏、物流效率和机场导航等多个方面,这个具备革命性的创新解决方案提供给企业或个人建立各种室内导航应用一个全新的机会。IndoorAtlas甚至称“基于地磁周围领域的室内定位技术把导航技术带上下一个台阶。”究竟这个技术是否如其所言呢?我们不妨来看一下科学家是如何解释的。
IndoorAtlas的定位技术很大一部分是受自然界一些动物的启发,他们不仅利用地球磁场确定方向,还以此进行真正的导航。比如龙虾,它可以利用地球磁场探测方向,甚至还可以感觉到他们相对于目的地的位置。这就意味着一些特殊的动物可以从地球磁场的本地差异中获取位置信息。现代建筑物大部分都是由钢筋混凝土建成的,科学家利用他们独特的空间磁场差异性来定位,这和动物利用地球磁场的原理类似,原则上来讲,每一栋建筑物的地板和走廊都构建了一个独特的磁场干扰。而取决于不同的路径,一个非均匀环境周围磁场产生不同的磁场观测值。IndoorAtlas的室内导航软件就是利用物体周围磁场的波动情况来确定室内位置的。这项技术的发起者Janne Haverinen博士解释说:“由于现代建筑物特殊的金属结构会干扰地球磁场,所以指南针在现代建筑物种是无法正常使用的。IndoorAtlas正好利用这些干扰,在每个建筑物中创造一个独特的室内地图。”
由于现代智能手机的出现和传感技术的开发,使得这项利用地磁干扰的室内导航技术得以实现。在芬兰Pyhasalmi地下1400米深的铜矿和锌矿中,IndoorAtlas的工作人员对其位置定位科技在地下环境中进行了一系列实验。在周围的地下磁场中,矿区产生了一个独一无二的空间形状,也成为在该区域内发现矿产的典型现象。
工作原理简述:
首先,地磁导航应用的开发人员把IndoorAtlas的API和位置服务联系起来,API把采集的数据传输到位置服务中,位置服务连接到地图数据库后,数据库再利用IndoorAtlas地图建设应用从建筑物中收集地球磁场数据。最后把IndoorAtlas的位置服务应用建立在微软Windows Azure云平台的顶端。
在未来的优势:
IndoorAtlas室内导航技术是用于室内定位和移动互联网的创新技术,这项科技可以独立发挥作用,亦可和现有的wifi定位、射频和红外等室内定位技术平行使用,提高室内定位的精确度。IndoorAtlas的核心技术只需要一个位置服务系统的软件,而不必要安装其他硬件,也就是说只要有内嵌传感器的智能手机就可以使用这种技术。该技术在现代建筑物中的定位范围可以精确到0.1米到2米之间(具体的范围需要根据建筑物的类别而定)。
IndoorAtlas软件的使用:
在使用IndoorAtlas的室内导航科技之前,使用者需要从指定的建筑物中生成一个地球磁场地图。为此IndoorAtlas提供了一套比较完整的解决方案。其中包括用来管理建筑物平面图计划的IndoorAtlas平面图方案网页应用、用来收集地磁信息数据的IndoorAtlas地图制作移动应用和用于位置服务开发的IndoorAtlas API。
使用该技术建立室内定位系统需要这样一个过程:首先利用IndoorAtlas平面图方案网页应用在IndoorAtlas地图制作应用中加入建筑物平面图像,借此让对应的地理信息系统和应用软件达到无缝对接;其次在IndoorAtlas地图制作移动应用中加入平面图方案,利用这个操作来收集地磁信息和建立地磁磁场地图。此移动应用可以应对单层和多层的平面以满足现代建筑物内室内导航的需求。
在IndoorAtlas地图制作移动应用中,开发者可以通过智能手机来设计路线(通常是直线或曲线的路径),接下来开发者通过亲身走过这些路线来采集地磁数据。这时地图制作应用会自动无缝对接到IndoorAtlas的地图应用中,生成一个用于该建筑物室内定位的地球磁场地图。最后,开发者就可以利用IndoorAtlas API开始建立室内位置的精确服务应用了。
关于IndoorAtlas API的使用:
Indoor Atlas的API连接到IndoorAtlas的位置服务上,并且针对开发者的应用会提供定期的更新,而开发者的应用软件只需要完成一个事件跟踪方案去接收这些更新。此外,IndoorAtlas开发者可以自行决定是否商业化自己的应用。
下图中的代码片段是IndoorAtlas API在Android系统中的演示:
{{item.content}}