室內(nèi)混合智能定位：坐在家里“搜”世界

全球有四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，但室內(nèi)卻無(wú)衛(wèi)星信號(hào)。與此同時(shí)，人們有80%的時(shí)間在室內(nèi)，室內(nèi)定位導(dǎo)航需求極大。據(jù)科技行業(yè)咨詢(xún)公司IDTechEx預(yù)測(cè)，2024年，室內(nèi)定位產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)100億美元。

眾所周知，導(dǎo)航時(shí)位置的獲取是通過(guò)GPS/GNSS，但真正的導(dǎo)航，在地圖上顯示你的位置、到目的地最短路徑等，計(jì)算和顯示，其實(shí)都是GIS(地理信息系統(tǒng))在做，而高可用、高精度智能混合定位和室內(nèi)復(fù)雜空間的導(dǎo)航一直是國(guó)際導(dǎo)航與位置服務(wù)領(lǐng)域的研究難題。因此，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航信號(hào)精密測(cè)量技術(shù)、大樣本機(jī)器學(xué)習(xí)方法和全息位置地圖等技術(shù)突破具有很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)意義和戰(zhàn)略意義。

基于此，國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃地球觀測(cè)與導(dǎo)航重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)同時(shí)支持三個(gè)項(xiàng)目開(kāi)展相關(guān)技術(shù)攻關(guān)，或?qū)榻鉀Q這些難題提交答案。

讓手機(jī)用戶(hù)享受室內(nèi)優(yōu)于1米的服務(wù)

“定位是位置服務(wù)、萬(wàn)物互聯(lián)、人工智能和未來(lái)超智能(機(jī)器人+人類(lèi))應(yīng)用的核心技術(shù)之一，室內(nèi)定位則是指在室內(nèi)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)位置確定。與開(kāi)放的室外空間相比，室內(nèi)環(huán)境在信號(hào)條件、空間布局、拓?fù)潢P(guān)系、運(yùn)動(dòng)約束等方面更加復(fù)雜。”武漢大學(xué)測(cè)繪遙感信息工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任陳銳志教授告訴科技日?qǐng)?bào)記者。

據(jù)陳銳志介紹，武漢大學(xué)在“十二五”期間參與的“羲和計(jì)劃”項(xiàng)目已經(jīng)在室外實(shí)現(xiàn)了廣域增強(qiáng)服務(wù)支持下優(yōu)于1米的定位精度，但是室內(nèi)優(yōu)于1米定位精度、低成本和廣域覆蓋的定位技術(shù)依然是實(shí)現(xiàn)高精度室內(nèi)外無(wú)縫定位的最大障礙。

“新立項(xiàng)的‘高可用高精度室內(nèi)多模智能混合定位與室內(nèi)GIS技術(shù)’項(xiàng)目，將在不增加智能手機(jī)硬件成本、不改變用戶(hù)使用習(xí)慣的前提下，通過(guò)輕度布設(shè)的增強(qiáng)基站，實(shí)現(xiàn)低成本、廣域覆蓋，讓大家享受優(yōu)于1米的室內(nèi)定位服務(wù)。”陳銳志說(shuō)。

在中國(guó)電子科技集團(tuán)公司首席專(zhuān)家、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與裝備技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任蔚保國(guó)研究員看來(lái)，室內(nèi)定位不光要解決手機(jī)室內(nèi)導(dǎo)航的問(wèn)題，還要考慮復(fù)雜公共場(chǎng)所安全監(jiān)控預(yù)警、應(yīng)急救援與管理等復(fù)雜服務(wù)需求。

蔚保國(guó)負(fù)責(zé)的“室內(nèi)混合智能定位與室內(nèi)GIS技術(shù)研究”項(xiàng)目主要通過(guò)構(gòu)建低成本廣域覆蓋的北斗偽衛(wèi)星無(wú)線基站網(wǎng)絡(luò)、多源混合智能云服務(wù)平臺(tái)以及星地兼容的室內(nèi)外無(wú)縫定位芯片終端，最終為行業(yè)和大眾用戶(hù)提供在大型商場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)、大型場(chǎng)館、城市行政區(qū)、地下空間設(shè)施等的一體化、無(wú)縫、穩(wěn)定、精度優(yōu)于1米的定位服務(wù)，并形成國(guó)家室內(nèi)外連續(xù)無(wú)線信號(hào)定位技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建議。

“項(xiàng)目還將帶動(dòng)移動(dòng)通信、消費(fèi)電子、智慧社區(qū)服務(wù)產(chǎn)業(yè)、室內(nèi)服務(wù)機(jī)器人等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。”蔚保國(guó)說(shuō)。

解決室內(nèi)廣域亞米級(jí)定位國(guó)際難題

如果說(shuō)室內(nèi)智能定位是解決全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)存在的室內(nèi)“最后一公里”的定位瓶頸。那么，廣域無(wú)線網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)亞米級(jí)定位導(dǎo)航要攻克的是制約智慧城市建設(shè)、物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要國(guó)際難題。

北京郵電大學(xué)智能通信、導(dǎo)航與微納系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室主任鄧中亮教授牽頭的“室內(nèi)混合智能定位與室內(nèi)GIS技術(shù)研究及示范應(yīng)用”項(xiàng)目，成為科技部2016年部署的“地球觀測(cè)與導(dǎo)航”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)中“導(dǎo)航與位置服務(wù)核心技術(shù)”中擬解決的三大核心技術(shù)之一。目前，鄧中亮團(tuán)隊(duì)在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)外高精度定位導(dǎo)航領(lǐng)域具有多年的研究基礎(chǔ)，取得了多項(xiàng)國(guó)際領(lǐng)先的創(chuàng)新成果。

“室內(nèi)混合智能定位與室內(nèi)GIS技術(shù)研究及示范應(yīng)用”項(xiàng)目將開(kāi)展室內(nèi)亞米級(jí)混合智能定位與GIS研究。“重點(diǎn)突破5G網(wǎng)的通信導(dǎo)航信號(hào)體制與多徑檢測(cè)難題、室內(nèi)3D場(chǎng)景實(shí)時(shí)快速重建與地標(biāo)快速亞像素匹配難題、室內(nèi)2D/3D/實(shí)景等位置信息可視化和BIM-GIS數(shù)據(jù)深度融合問(wèn)題和室內(nèi)實(shí)時(shí)場(chǎng)景感知、海量行為分析挖掘技術(shù)難題。”鄧中亮說(shuō)。

鄧中亮表示，該項(xiàng)目的研究將解決基于5G通信網(wǎng)的室內(nèi)廣域亞米級(jí)定位國(guó)際難題，形成一系列自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和標(biāo)準(zhǔn);解決室內(nèi)空間信息建模、表達(dá)、顯示等國(guó)際性難題，實(shí)現(xiàn)快速實(shí)時(shí)3D重構(gòu)，統(tǒng)一我國(guó)室內(nèi)GIS標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，開(kāi)展大型場(chǎng)所的應(yīng)用示范與推廣。