當(dāng)越來(lái)越多的SHOPPINGMALL超過(guò)10萬(wàn)平米時(shí)，當(dāng)越來(lái)越多的大型室內(nèi)空間都面臨著空間大而監(jiān)控不足的情況時(shí)，當(dāng)曾經(jīng)我們輔以重任的WIFI、藍(lán)牙等傳輸?shù)氖覂?nèi)定位系統(tǒng)頻頻出現(xiàn)較大誤差時(shí)，人們開(kāi)始尋求更加合理，更順應(yīng)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)的室內(nèi)定位技術(shù)。
LED燈的快速普及令可見(jiàn)光通信技術(shù)(LED白光通信技術(shù))成為了最新最具期待的室內(nèi)定位技術(shù)，解決了曾經(jīng)困擾所有室內(nèi)定位技術(shù)定位精度超過(guò)5米的難題，首次將定位精度限定在1米!
無(wú)論是國(guó)外還是國(guó)內(nèi)的技術(shù)先鋒們，都聚焦于LED白光室內(nèi)定位技術(shù)，但唯有我國(guó)率先完成了從技術(shù)到商業(yè)化的過(guò)程。
室內(nèi)定位技術(shù)的精度之殤
早在2011年，谷歌手機(jī)地圖6.0版發(fā)布時(shí)已經(jīng)在一些地區(qū)加入了室內(nèi)導(dǎo)航功能，此方案主要依靠GPS(室內(nèi)一般也能搜索到2～3顆衛(wèi)星)、wifi信號(hào)、手機(jī)基站以及根據(jù)一些“盲點(diǎn)”(室內(nèi)無(wú)GPS、wifi或基站信號(hào)的地方)的具體位置完成室內(nèi)的定位。
雖然當(dāng)時(shí)這個(gè)方案并不夠完善，無(wú)論是定位精度還是信號(hào)穩(wěn)定度而言都存在較明顯的缺陷，因此谷歌的這款手機(jī)地圖更多是概念上的創(chuàng)新，就技術(shù)可操作性而言并不具有普遍性。但依然在當(dāng)時(shí)引起了轟動(dòng)，人們從中感受到了室內(nèi)定位技術(shù)的突破性進(jìn)展。
蘋(píng)果公司2013年9月份在新發(fā)布的移動(dòng)設(shè)備上增設(shè)了一款名為iBeacon的技術(shù)功能，引起了果粉們的瘋狂追捧。
果粉們雖然買(mǎi)賬，但該技術(shù)主要是通過(guò)藍(lán)牙技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)定位，在科研人員看來(lái)，這并不是一個(gè)精準(zhǔn)度最高，也不是一個(gè)信號(hào)最為穩(wěn)定的室內(nèi)定位技術(shù)。
因?yàn)闊o(wú)論是GPS還是WIFI，抑或是藍(lán)牙，技術(shù)的缺陷尤其在精準(zhǔn)度上是非常明顯的。GPS的定位精度在10～100米，且還得受環(huán)境影響，需要多點(diǎn)定位和數(shù)據(jù)匹配才能完成，反應(yīng)速度也相對(duì)慢一些。目前雖然是WIFI和藍(lán)牙的技術(shù)相對(duì)成熟，但通過(guò)依賴(lài)手機(jī)、WiFi無(wú)線(xiàn)網(wǎng)的無(wú)線(xiàn)信號(hào)在空氣中衰減的原理，通過(guò)測(cè)量無(wú)線(xiàn)信號(hào)的強(qiáng)度，計(jì)算衰減的距離來(lái)決定室內(nèi)位置。但是，由于無(wú)線(xiàn)信號(hào)在空氣中衰減受建筑內(nèi)環(huán)境影響很大，所以定位非常不精確。但依然沒(méi)有辦法將定位的精度小于5米，且對(duì)室內(nèi)空間的樓層識(shí)別度不高，信號(hào)穩(wěn)定性和信息傳輸?shù)谋Ｃ苄砸搽y以保證。
盡管很多國(guó)際大學(xué)、科研院所及谷歌、諾基亞、摩托羅拉、微軟等商界大佬進(jìn)行了很多研究，但一直無(wú)法超越理論障礙。在室外無(wú)所不能的傳統(tǒng)導(dǎo)航面對(duì)“最后一公里導(dǎo)航”的室內(nèi)定位時(shí)卻有著無(wú)法逾越的尺度與精度之殤。
LED的室內(nèi)定位技術(shù)之光
不過(guò)，早在21世紀(jì)初期，多個(gè)國(guó)家的技術(shù)專(zhuān)家看到了另一種可能性，一種環(huán)保、節(jié)能的照明新材料--LED，技術(shù)專(zhuān)家們?cè)跓晒鉄艋虬l(fā)光二極管等發(fā)出的肉眼看不到的高速明暗閃爍信號(hào)不僅可以用來(lái)傳輸信息，且如果能夠定位的話(huà)，定位精準(zhǔn)度可以達(dá)到1米!
這完全顛覆了人們對(duì)于普通照明的認(rèn)識(shí)，于是，全球的專(zhuān)家們都在研究如何利用LED里的白光從信息傳輸?shù)叫畔⒔邮盏难h(huán)。最終，人們從智能手機(jī)里發(fā)現(xiàn)了玄機(jī)。
“智能手機(jī)的攝像頭可以用于作為接收信息的終端。”國(guó)內(nèi)首家擁有LED白光室內(nèi)定位技術(shù)自主產(chǎn)權(quán)并實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)作的公司華策光通信科技有限公司運(yùn)營(yíng)副總唐海軍介紹稱(chēng)，這一項(xiàng)技術(shù)不僅僅是智能照明的革命，更是解決了室內(nèi)定位歷史上的精準(zhǔn)難題。
該技術(shù)的原理是將需要傳輸?shù)男畔⒕幾g成一段調(diào)制信號(hào)，用脈寬調(diào)制的方法附加到LED燈具的驅(qū)動(dòng)電流上，利用戶(hù)內(nèi)無(wú)處不在的光源作為發(fā)射載體，當(dāng)用戶(hù)進(jìn)入燈具照明區(qū)域，以不增加任何硬件的智能手機(jī)接收并識(shí)別光信號(hào)，解析出燈具發(fā)送的唯一身份識(shí)別信息。利用所獲取的身份識(shí)別信息在地圖數(shù)據(jù)庫(kù)中確定對(duì)應(yīng)位置信息，完成定位。
在技術(shù)專(zhuān)家們看來(lái)，該技術(shù)幾乎解決了此前所有室內(nèi)定位技術(shù)存在的缺陷：定位精度達(dá)到1米，信號(hào)穩(wěn)定，信息保密性高，不受環(huán)境影響……
于是，全球的技術(shù)研發(fā)專(zhuān)家們都將目光瞄準(zhǔn)了可見(jiàn)光通信技術(shù)。無(wú)論是日本、韓國(guó)、美國(guó)還是中國(guó)，都致力于該技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用功能研發(fā)中。
美國(guó)一家成立2011年的公司Bytelight是該領(lǐng)域內(nèi)受關(guān)注最多的公司，從最初的研發(fā)階段到融資的完成，該公司即將和照明廠(chǎng)家合作，進(jìn)入實(shí)際的生產(chǎn)階段。
相對(duì)于此，中國(guó)的步伐邁得更快些。華策光通信科技有限公司，作為和國(guó)家半導(dǎo)體照明創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室合作的項(xiàng)目，自主研發(fā)出來(lái)基于LED白光定位技術(shù)的U-beacon室內(nèi)定位系統(tǒng)，使用CMOS攝像頭進(jìn)行可見(jiàn)光信號(hào)接收，不同于使用感光二極管接收可見(jiàn)光，彌補(bǔ)了其它國(guó)家在可見(jiàn)光信號(hào)接收方面易受周邊其它光源干擾的不足。且在今年中旬實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化運(yùn)營(yíng)，推出了全球首個(gè)具有3D360實(shí)景地圖的應(yīng)用APP--易逛，并已經(jīng)在江蘇常州市開(kāi)始了試運(yùn)營(yíng)。
當(dāng)然，還有技術(shù)人員從中看到了另外一種可能性：上網(wǎng)。復(fù)旦大學(xué)根據(jù)該技術(shù)研制出來(lái)光定位系統(tǒng)下的上網(wǎng)技術(shù)，但這僅僅是概念性的技術(shù)，因硬件和環(huán)境的影響，還只能在較小的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)。
可見(jiàn)光通信的多維度應(yīng)用前景
這僅僅是初始階段。對(duì)于WIFI和藍(lán)牙定位，使用可見(jiàn)光來(lái)進(jìn)行定位，不但初始安裝費(fèi)用低，而且不需要像WIFI和藍(lán)牙那樣重新掃描信號(hào)強(qiáng)度，后期維護(hù)成本也低，加上定位精度的優(yōu)勢(shì)，人們對(duì)于可見(jiàn)光通信的未來(lái)更加看好。不僅僅是技術(shù)上的提升，更多是應(yīng)用層面的多維度呈現(xiàn)。
報(bào)告顯示，截至2014年1月，我國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)總數(shù)達(dá)8.38億戶(hù)，在移動(dòng)電話(huà)用戶(hù)中的滲透率達(dá)67.8%;手機(jī)網(wǎng)民規(guī)模達(dá)5億，占總網(wǎng)民數(shù)的八成多，手機(jī)保持第一大上網(wǎng)終端地位。我國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展進(jìn)入全民時(shí)代。
同時(shí)，在我國(guó)，LED已經(jīng)成為未來(lái)照明的發(fā)展趨勢(shì)，根據(jù)調(diào)研統(tǒng)計(jì)顯示，很多公司的高管和產(chǎn)業(yè)專(zhuān)家都認(rèn)為2013-2015年將是LED照明普及率快速增長(zhǎng)期，2015年國(guó)內(nèi)LED普及率將高達(dá)50%。
“目前廣大商業(yè)場(chǎng)所正在進(jìn)行LED光源替換，U-beacon技術(shù)旨在現(xiàn)有光源上增加一個(gè)低成本原件，可以隨LED替換浪潮一起進(jìn)行推廣。”華策光通信科技有限公司副總經(jīng)理唐海軍先生認(rèn)為，在商業(yè)化運(yùn)作方面，可見(jiàn)光通信技術(shù)的作用更加明顯，且該技術(shù)與智能手機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，并通過(guò)室內(nèi)3D360實(shí)景地圖的全景呈現(xiàn)，將為未來(lái)實(shí)體商業(yè)的O2O平臺(tái)的搭建提供顯著助力。因此，他們正在謀求全國(guó)范圍內(nèi)一二線(xiàn)城市商業(yè)項(xiàng)目的合作。
LED燈具和智能手機(jī)，這是實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)光通信的兩大硬件，硬件上的大規(guī)模普及在一定程度上給了LED室內(nèi)定位技術(shù)智能化發(fā)展的更多可能性。在專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員和運(yùn)營(yíng)專(zhuān)家們看來(lái)，該技術(shù)的運(yùn)用不僅僅在商業(yè)領(lǐng)域里，還將呈現(xiàn)于多個(gè)行業(yè)內(nèi)，其未來(lái)的發(fā)展有著不可忽視的前景。
目前已見(jiàn)雛形的是礦井下定位系統(tǒng)和特種行業(yè)內(nèi)的定位系統(tǒng)。這兩個(gè)系統(tǒng)都可以通過(guò)光定位的精準(zhǔn)、穩(wěn)定和便利性，實(shí)時(shí)確認(rèn)相關(guān)的位置信息，做好安全管控和災(zāi)難預(yù)警，同時(shí)還可以因光定位的傳輸?shù)囊粚?duì)一的保密性，用于特種行業(yè)內(nèi)的信息傳輸?shù)取?/p>
當(dāng)然，更大膽的想象是，或許有一天，這種光定位技術(shù)的運(yùn)用不僅僅是限于室內(nèi)空間，在LED普及率極高的情況下，甚至可以用于一定的室外環(huán)境。
也許，不僅僅是如今深度依賴(lài)的WIFI，甚至戶(hù)外的各種LED顯示屏都能實(shí)現(xiàn)其智能化應(yīng)用。
