在室内环境下，只需打开应用，拍摄几张周围环境照片就可实现实时定位?
上面视频展示的是慕尼黑工业大学(TUM)主校区的室内导航解决方案，通过对整个校园建筑内部的三维数字化，学生和参观者可以使用TUM导航应用找到教室、实验室、图书馆或餐厅，还可以将导航页面切换成360度全景导航模式。不同于其他室内定位技术的是，该解决方案无需额外基础设施的布设。从视频中可以看出，使用者在进行定位时只需打开应用拍摄几张周围环境照片就可实现实时定位。
近年来，室内导航作为大型商超LBS解决方案一直备受关注，从前业内人士表示过室内导航技术决定了LBS商业应用落地的最后一公里。近年来，包括机场、火车站、商场、工厂、学校等多种室内场景都有不少应用案例。
近期泰伯网找到了这家提供上面解决方案的德国企业NavVis，其特有的“无源”室内定位相较传统的wifi指纹、蓝牙beacon、超宽带UWB等多种需布设基础设施的定位技术而言，定位技术原理是什么，优劣势在哪?希望本文能给关注室内定位导航这一独特领域的读者有一定的启发作用。
摆脱基站布设，照片指纹识别进行定位
采访中NavVis大中华区负责人萧翰向泰伯网介绍，NavVis总部位于德国，专门从事3D室内激光扫描建模、无源室内导航软硬件开发的科技公司。
“NavVis3D激光扫描建模、基于高清全景图像和点云数据overlay的IndoorViewer虚拟现实技术，以及以图像指纹识别技术为基础的室内导航解决方案都是基于慕尼黑工业大学机器人研究院自2007年开始的科研项目，经过7年公立资金支持技术孵化，于2013年才开始商业化，但2014年就迅速进入国际市场。”
据萧翰介绍，上述视频案例提到的通过照片进行定位技术本质是以图像指纹识别技术为基础的室内导航解决方案，原理是通过后台对手机拍摄2-3张地物照片的结构信息(大小仅几kB)进行提取，发至服务器端，利用计算机视觉图像识别技术进行图像空间结构信息交叉比对后得到定位数据。
手机带人拍照
两种导航模式：2D平面图导航和3D全景导航，这里是2D地图上定位的位置
2D平面图导航模式转换到3D全景模式，成功定位到扫描当时的灯箱位置
实时追踪手机在室内地图的位置
值得一提的是，这种“无源”定位技术的定位精度并不会受到人群流动的影响，原因在于解决方案前期所采集的数据是空间结构信息。
NavVis M3移动扫描系统
为什么场所内的人群密度以及动态不会影响到NavVis采集的定位数据?对此，萧翰向泰伯网解释，“NavVisM3移动扫描系统在采集数据时，可以同时采集高精度激光点云数据+1600万*6高分辨率全景采集+WiFi+蓝牙Beacon+地磁数据+IMU惯性制导单元数据的多种传感器融合的复合数据，计算机在图像结构比对之前会预读取WiFi和蓝牙Beacon的设备信息缩小图像模式识别的搜索范围，进一步提升定位速度和定位精度。”
萧翰指出，正是因为这些空间结构信息数据并非基于定位基站参照设备的空间关系，也不受到数据发射器、接收器的信号强弱所干扰，传统室内定位技术极大影响定位精度的墙体结构、玻璃、水以及人群走动等因素都不会影响到NavVis给出的定位精度。
室内定位技术往往受技术条件所限
目前在国内和国际市场中，室内定位主流技术仍是WiFi和蓝牙Beacon的有源定位方式，由于基建投资巨大而且定位效果并不理想，催生了地磁定位和VLC可见光定位的出现，但还是脱离不了通过基建投资建立信息网络。
以WiFi和蓝牙beacon为例，传统方式是通过读取WiFi或者蓝牙Beacon信号强度来计算定位设备与周边WiFi或者蓝牙信号发射器的相对距离，进而利用triangulation三角定位法进行定位，但同时也对WiFi或者蓝牙信号发射器信号相对强度的稳定性有很高要求，尤其在人员密集区信号强度大打折扣，会对定位精度有很大影响，定位精度的理论值与实际应用中会相距甚大。
近年来虽然有可达2米甚至1米以内精度的理论数据，但在实际使用中，Wi-Fi定位一般是5-8米甚至10米精度。相较之下，“无源”定位精度就表现出很大优势。据萧翰介绍，NavVis无源手机导航APP在70%-90%情况下定位精度为2到4米。
无源室内定位市场亟待拓展应用场景
很明显，无源室内定位技术对使用场景以及用户要求有前提条件。
“无源”室内定位技术因无需基站布设而带来精度不受信号强弱影响、使用成本低的优点，但不能对物体进行实时被动定位。“无源”定位系统要求使用者必须手持带有摄像头的终端对周边环境进行拍摄方可进行有效定位，没有拍摄能力的实物自然无法被列入使用者之列。比如医院里移动的重要医疗设备、家庭里的保险柜等物件则无法使用这样的方式进行定位。
并且目前“无源”室内定位的使用场景还是受限，需要让用户频繁使用摄像设备拍照，这本身已经约束了无源定位技术的推广。可以想象，需要搭配类似谷歌眼镜等AR设备使用，才更能发挥“无源”定位技术的优势，但谷歌本身已经宣布了智能AR眼镜项目的失败，需要通过拍照进行定位的无源定位技术，目前，要扩大自己还需要等待时机的出现。
另外，依托于APP应用的室内定位服务模式推广受限、室内定位技术产生数据的商业价值远没有被挖掘等多种现实问题还需这个领域内的所有玩家齐心协力去解决。
若说无源定位技术的出现，会改变现有诸多的应用场景，这个定论还为时尚早，更多的是对现有众多室内定位技术体系的一个有效补充与丰富，但这本身已经是值得高兴的一个事情。
写在最后
泰伯网曾与行业内多家室内导航定位企业有过采访与沟通，得到的普遍共识是，室内定位技术本身并不创造直接商业价值，它需要和AR/VR、智能硬件、商业智能数据挖掘、室内建筑数据以及各行各业数据和应用结合才能为用户创造真正的价值。比如通过定位技术对商场内海量人群的运动轨迹、停留时间等数据进行有效挖掘，才能呈现数据价值所在。
实际上，通过何种方式去实现定位技术本身，这并不重要。泰伯网关注技术的推陈出新，同时更关注的是通过技术让数据更鲜活更有价值的研究过程。
研究机构Research and Markets曾预计2013~2018年室内定位市场的年复合增长率将达48.4%;科技行业咨询公司IDTechEx也有数据显示，到2024年室内定位的总市场规模将超过100亿美元。泰伯网希望越来越多类似NavVis的新鲜血液加入，将室内定位技术带向前所未有的技术发展高度。
{{item.content}}