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室内定位:与GPS说再见

手机正变得越来越智能,甚至可以在购物中心和百货商店里为你提供引导。虽然手机的室内定位和导航技术还处在初级阶段,但其成熟指日可待。

  手机正变得越来越智能,甚至可以在购物中心和百货商店里为你提供引导。虽然手机的室内定位和导航技术还处在初级阶段,但其成熟指日可待。

  人们普遍靠GPS(全球定位系统)提供位置信息,但与室外环境不同的是,全球定位系统在室内或高楼林立的街道、峡谷里就失灵了。GPS需要净空以保持卫星通信畅通,屋顶、墙壁等会衰减、分散信号。GPS纵向正确率只有横向的1/3,所以在摩天大楼的楼层里是无法定位人或物的。

  对于室内定位而言,包括移动设备制造商在内的位置服务商们大多综合利用GPS和Wi-Fi、蜂窝数据连接、超宽带、射频识别等无线网络系统。比如Wi-Fi定位系统就同时收集GPS和WiFi信号,谷歌和苹果等公司就利用此项技术为客户提供位置信息服务。

  韩国科学技术院计算机科学系韩东洙教授解释说:“Wi-Fi定位系统能够提供一定帮助,但它不能独立工作,需要GPS信号来标示移动设备采集到的WiFi指纹位置。因此即使身处Wi-Fi信号密集之地,如果不辅以GPS信号,那么也是无用的。我们研究小组努力寻求解方案,最终建立了只依据Wi-Fi指纹信息而构建的电子地图系统。”

  韩东洙研究小组最近开发出一种无须GPS信号的Wi-Fi指纹地图构建方法。Wi-Fi指纹系统包括移动设备捕捉到的各种Wi-Fi信号,以及对设备周围各个接入点所接收的Wi-Fi信号强度的测量。Wi-Fi指纹地图呈现的是某一环境中不同 Wi-Fi接入点的信号强度,这样地图上的每个Wi-Fi指纹就能对应于一定的位置信息。

  研究小组每30分钟就通过智能平台和应用程序的内嵌模块采集一次用户智能手机指纹,然后分析其特征。韩东洙说:“我们发现手机等移动设备不一定总在移动,它们都会定期地在某些地方停留一段时间。如果你是上班族,那你的手机至少有住所和办公室两个固定停留地点。”

  研究小组以智能手机用户住所和办公室地址为参照物,将手机指纹分为住所和办公室两类,然后利用谷歌的地理编码系统将地址转化为地理坐标,以获取采集到的Wi-Fi指纹的位置信息。由于Wi-Fi指纹地图既有指纹又有坐标,这样就可确定或跟踪手机的位置。

  在测试阶段,研究小组在韩国选择了4个地区(包括商业区和住宅区),在每个地区400个Wi-Fi接入点采集了7000份指纹,构建了各自的Wi-Fi指纹地图。测试表明,位置准确率取决于数据采集量,一旦采集率超过50%,那么平均误差不足10米。

  韩东洙指出:“尽管此项技术商业化之前还有诸如隐私保护等诸多问题需要解决,但在不远的将来,室内定位系统需求肯定会增强,人们的室内位置信息需求最终将同室外一样强烈。”

  一旦基于地址的指纹地图完成市场化,那么确定住所和办公室位置将变为现实,从而为进一步应用打下基础,诸如紧急救助、室内位置服务(如查找遗失手机、餐馆、商店、走失的人)、提供促销信息等。

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