1.1 室内定位的特点
与传统的卫星定位及蜂窝定位系统不同,室内定位的环境范围较小、直达波路径严重缺失、信道非平稳。室内定位技术在定位精度、稳健性、安全性、方向判断、标志识别及复杂度等方面有着自身的特点,现列举如下。
1.定位精度
定位精度是一个定位系统的最重要的指标,尤其是对于相对狭小的室内环境而言。几年前的研究室内定位的文献中还没有要求较高的定位精度,如对于写字楼定位,只需精确到“房间”就可以满足指标了。近几年的研究工作开始追求更高的定位精度,如室内机器人定位就要求定位精度必须满足机器人在房间内自由运动的要求[13]。更高精度的定位信息会带来更大的便利——若能普及廉价的高精度室内(或区域)定位技术,则现在的工业自动化生产的效率会大幅提高。
2.稳健性
室内定位的困难之一是不容易保证定位方法的稳健性,这是由于室内环境的复杂性和多变性造成的。对于室内环境,目标位置的相对改变程度往往很大,这就要求定位技术具有很好的自适应性能,并且拥有很高的容错性,这样在室内环境并不理想的情况下,定位系统仍能提供位置信息。此外,系统稳健性的提高也可以减小维护的难度。
3.安全性
所有的定位系统都必须注意安全性问题。对于室内定位而言,很大一部分应用需求都是针对个人用户的,而私人信息往往不愿被公开,这就使得室内定位系统在面向个人用户时必须满足信息交换的安全性要求。该问题属于通信安全领域,在此不做深入讨论。
4.方向判断
室内定位的方向判断问题与卫星导航的方向判断问题一样,都是要在判断出目标的方位后,进一步判断目标未来的运动趋势。该问题分为两种情况:运动时的方向判断和静止时的方向判断,其中在静止时判断目标未来运动趋势在现阶段还是一个难题。
5.标志识别
室内环境往往具有一些“标志性”目标,如门牌、办公桌等,利用这些标志自身的特点,可以大大提高定位精度,因此,一个好的室内定位系统应该具有完善的标志识别功能。
6.复杂度
室内定位的应用特点是规模小,应用对象是个人,因此,室内定位系统的复杂度应该较低(不能使用大量的硬件设施,最好能利用现有的硬件基础或稍加改动),并加入先进的算法来完成定位,只有这样才能将室内定位技术推向应用领域。此外,定位的实时性也要求定位算法不能太复杂。