其他
2020中国室内定位行业发展报告（下篇）
作者：
深圳数位传媒科技有限公司
林超 姚朝芳
三、技术篇
（一）关键指标
目前，能够实现室内定位的技术众多，不同技术各具优势但同时也各有局限性。如何选择不同的定位技术满足业务层面对定位精度、定位时延、容量等方面的需求，同时兼顾设备成本、部署难度等，需要对多个维度的关键指标进行评估测试（表3）。表3 重点室内定位技术关键指标分布
（二）技术介绍
1.4G基站定位技术
第四代移动通信技术（4G）室内基站的定位实现是系统基于信号传播模型的距离估算方法，根据RSSI（Received Ignal Strength Indication ，一个用于评估接收器之间无线信号强度的度量指标）在无线信道下的损耗模型，估算出移动终端到各个定位基站的位置，再用三角定位法计算出被定位终端的位置。但实际环境复杂，信号传播规律通常存在偏差，可以根据经验模型和指纹算法等进行纠正，计算出被测量设备的大概位置。技术痛点层面，基于信道探测参考信号（SRS）场强测量是一种很好的被动定位方式，不需要用户操作配合，所有智能或非智能蜂窝网终端都可以被定位。但4G定位精度为5~7米级，相较于第五代移动通信技术（5G）、超宽带（UWB）等高精度定位技术没有优势，且4G定位网与通信网强绑定，仅能服务于单一运营商用户。2.5G基站定位技术
4G基站定位支持的定位技术主要包括E-CID、OTDOA和UTDOA等，在此基础上，5G基站结合5G网络大带宽和多波束的特性，进一步支持了Multi-RTT、UL-AoA和DL-AoD等多种定位技术（表4）。表4 5G基站定位技术原理及优缺点分析
技术痛点层面，由于5G定位技术依赖于蜂窝网络，仅服务于单一运营商用户，5G基站定位无法为跨运营商用户提供面向普通用户的服务。此外，5G基站定位的发展，尚需解决产品化的问题，能够尽早推出端到端的5G定位产品是5G定位发展的关键。
3.蓝牙定位技术
蓝牙室内定位技术的突出优势是由于其所占用的空间不大且容易集成在手机等移动终端设备中，因此推广普及较为容易。蓝牙室内定位技术是一种低功耗、短距离的无线传输技术，其能够通过测量信号强度这样的方式对于目标进行定位，其不足在于蓝牙器件和设备的价格比较昂贵，而且对于复杂的空间环境，蓝牙系统受噪声信号干扰大，稳定性稍显欠佳。业内比较常见的蓝牙定位技术有传统蓝牙iBeacon定位技术、蓝牙AoA定位技术以及蓝牙网关定位技术。1）传统蓝牙iBeacon定位
iBeacon蓝牙信标周期广播包含iBeacon的UUID等信息数据包，当开启蓝牙终端进入蓝牙信标覆盖的区域，蓝牙终端接收到广播包，根据RSSI算法计算出蓝牙终端到iBeacon的粗略距离。2）蓝牙AoA定位
蓝牙定位基站使用天线阵列接收蓝牙信号，计算出蓝牙信号到达角。蓝牙定位基站将数据回传到服务器，服务器可以利用已知的蓝牙定位基站高度、到达AoA计算出蓝牙终端的位置。一个蓝牙定位基站可定位蓝牙终端，多个蓝牙定位基站联合定位可以获取更好的定位效果，定位精度可以到2~3分米。3）蓝牙网关定位
蓝牙定位终端周期广播包含蓝牙终端的UUID等信息数据包，蓝牙定位网关接收广播包，并将数据回传到定位服务器，定位服务器根据RSSI算法计算出蓝牙终端到蓝牙定位网关的粗略距离。4. Wi-Fi定位技术
无线网（Wi-Fi）作为主要的网络通讯技术之一，已经普遍存在于大众的生活中。同时，Wi-Fi也作为一个定位技术被广泛使用（表5），其一般采用指纹定位和小区编号（Cell-ID）定位技术。指纹定位技术是指将实际环境中的位置和接收到的无线信号的“指纹”特征联系起来，一个位置对应一个独特的指纹。小区编号定位技术是最先实现规模化的技术，一般采用“邻近法”判断，即终端距离哪台无线接入点设备（AP）最近或者连着哪台无线接入点设备释放出来的网络，则认为定位终端就在该接入点附近，简单实用，但精度低。表5 Wi-Fi定位技术产业链支持情况5. LED光定位技术
发光二极管（LED）光定位系统通过往天花板上的LED灯具实现，灯具发出闪烁信号，再由用户智能手机照相机接收并进行检测，而且用户不需要将手机相机对准某一个特定方向，也可以接收到反馈过来的直接光源信号，定位精度可以在1米之内。尽管LED定位需要改造LED灯具，增加芯片和成本，但LED定位仍不乏是一种较有潜力的室内定位技术。6. UWB定位技术
UWB是一种无载波通信技术，利用纳秒至微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。UWB信号的频率高，功耗低，多径分辨能力强，对信道衰落不敏感，这些特性特别适合UWB技术在室内定位领域的应用，是UWB定位技术精度较高的基础条件。如表6所示，目前UWB定位技术中常用的定位算法有TOF、TDOA、AOA等。表6 UWB定位技术三种定位算法性能比较（1）TOF算法。当定位微标签进入定位微基站覆盖的区域后，定位微标签和定位微基站进行双向通信，利用TOF算法计算出定位微标签和定位微基站的距离。定位微基站将数据回传到服务器，服务器根据距离计算出定位微标签的具体位置。TOF算法的精度稳定可靠。
（2）TDOA算法。当定位微标签进入定位微基站覆盖的区域后，定位微标签主动向定位微基站发射信号。定位系统根据不同基站收到同一帧信号的时间差，计算出定位微标签所在的双曲线，多条双曲线相交得到标签的坐标值。和TOF算法相比，TDOA算法消耗的通信帧数较少，能容纳更多的定位微标签同时通信，但是定位的精度与稳定性逊于TOF算法。
（3）AOA算法。如图13所示，AOA定位方法主要是测量信号移动台和基站之间的到达角度，以基站为起点形成的射线必经过移动台，两条射线的交点即为移动台的位置。
图13 AOA算法定位示意
TOF和TDOA两种算法有机结合，可以得到更好的适用性，并保持高精度的定位效果。UWB定位技术的精度较高，稳定性高，同时成本也比较高。技术应用层面，UWB定位技术主要应用于工业制造、石油化工、电站/变电站、物流仓储、建筑施工、公检法领域（图14）。此外，UWB定位技术在自动驾驶、机器人、医院、养老院等场景中的应用也十分广泛。图14 2019年中国UWB定位企业级应用市场分布
7.vSLAM定位技术
基于视觉的定位与建图（vSLAM）定位技术的基本原理是基于投影几何的成像模型。该技术主要应用于机器人、无人机、无人驾驶、增强现实、虚拟现实等领域。vSLAM的定位方式包括基于深度摄像机的vSLAM和基于单目、鱼眼相机的vSLAM两种。基于深度摄像机的vSLAM跟激光SLAM类似，通过收集到的点云数据，能直接计算障碍物距离；基于单目、鱼眼相机的vSLAM方式，不能直接获得环境中的点云，而是利用多帧图像来估计自身的位姿变化，再通过累计位姿变化来计算距离物体的距离，并进行定位与地图构建。技术痛点层面，vSLAM对算法的开发能力有非常高的要求，同时市面上也难有一套完整方案可以满足所有场景的需求，这也造成市面上有能力开发出成熟产品的企业非常少有。四、案例篇
（一）数位线下大数据
1.企业概况
深圳数位传媒科技有限公司（简称“数位线下大数据”）成立于2015年3月26日，是一家专注于线下人和场大数据的领军企业。数位线下大数据基于人工智能算法，实时洞察人和场的智能动态数据，为企业提供用户分析、用户理解及需求预测等全方位产品与服务。截至2020年12月，数位线下大数据拥有8000万+关键位置，覆盖城市300+座，位置服务累计覆盖超10亿部智能手机，每日生产感知数据多达30亿次。截至2020年12月，数位线下大数据已成功与200余家知名移动互联网和传统线下企业达成战略合作（图15）。图15 数位线下大数据发展历程
2.主营业务
如表7所示，数位线下大数据的主营业务主要分为室内位置服务、上上参谋、数位商业地理大数据、无线网络智能感知、数位观察五大模块。表7 数位线下大数据主营业务介绍
1）室内位置服务
基于数位线下大数据精准到楼宇、楼层、店铺级的室内定位算法，通过SDK为移动互联网APP和手机厂商等客户提供室内关注点位置服务，满足客户在室内关注点位置判断及用户线下标签刻画等需求，帮助移动互联网APP及手机厂商在本地生活场景服务推荐、精准内容推荐、精准广告营销等方面实现精细化运营。2）上上参谋
上上参谋是由数位线下大数据自主研发的一款大数据普惠产品。基于公司沉淀6年的海量线下大数据，结合自研算法，为线下创业者、实体经营者提供开店选址、加盟分析、市场调研、行业分析等服务。运用客观、真实的大数据帮助经营者降低选址风险、减少决策错误，极大降低开店失败风险。3）商业地理大数据
数位线下大数据提供专业商业地产、品牌零售行业大数据服务，利用人工智能场景识别算法，实时洞察人和场的智能动态数据。为商业地产、零售重要商家提供前策研判、消费者洞察、品牌招商、运营诊断、竞品分析等服务。4）无线网络智能感知
数位线下大数据通过室内定位技术及用户端信号监测平台，提供全域信号监测预警、室内重点场景信号监控、三网竞对分析、5G基站建设选址规划等服务，实现人工智能在传统网络感知、网络优化领域的广泛应用。5）数位观察
数位线下大数据自主研发的一款线下大数据产品，可为线下调研、竞争分析、投资决策需求的用户，提供查城市、查商场、查品牌、查客群、查区域等线下数据智能查询服务。覆盖全国337座城市，涵盖城市宏观、经济活力、交通网络、业态规划等300＋维度、30亿+关键字段，横跨多个领域实现线下时空大数据检索。囊括全国6 500+商场、35 000+品牌全生命周期发展链路、生存现状及商户关联等数据可视化查询、分析；提供区域客群精准画像及指标、同区域竞品重叠客群对比等，可为地方政府、研究机构、咨询公司、品牌零售、商业地产等领域和行业，提供数据查询、分析及对比等全方位服务。3.优势分析
技术优势方面，数位线下大数据基于6年海量数据训练的室内定位人工智能算法，在垂直领域中线下店铺级位置大数据的市场占有率达到第一。数据优势方面，如图16所示，数位线下大数据拥有庞大的线下关注点数据库，覆盖300+座城市，拥有近8 000万+的关键位置，服务超10亿终端，每日生产30多亿次感知数据。图16 数位线下大数据优势介绍
4.服务案例
数位线下大数据针对扫码乘车、到站提醒、站点信息、地铁线路图等环节，构建城市轨道交通提供智慧解决方案。提供包括全国地铁站内及站间定位、新地铁站点信号采集、每年2次地铁信号更新、到站识别、到站提醒、站点地图绘制、行程规划等服务，为用户带来更加智慧便捷的城市轨道交通体验（图17）。图17 室内定位应用于城市智慧地铁
（二）中科劲点
1.企业概况
中科劲点（北京）科技有限公司（简称“中科劲点”）以室内外精准定位技术为核心，面向智慧城市、智慧车站、智慧机场、智慧园区、智慧医院、智慧养老、工程建设、智慧大楼等10多个行业领域提供了广泛的物联网软硬件产品及解决方案。2.主营业务
中科劲点的主营业务见表8。表8 中科劲点主营业务介绍3.服务案例
传统的网络地图服务系统多是以二维码或者RFID为支撑的库位追踪，如图18所示，它已满足不了当下仓储物流（尤其立体仓）中对物资高效、实时、可视化的全流程动态管理需要，而无线室内定位技术更好地实时追踪人员的位置、叉车的移动轨迹、托盘的实时位置，匹配高精度电子地图就可以动态掌握整个仓库的运转情况，实现人员与物资效率的最大提升。图18 室内定位应用于智慧仓储服务
（三）蜂鸟视图
1.企业概况
北京蜂鸟视图科技有限公司（简称“蜂鸟视图”）成立于2014年3月，是一家针对室内外空间信息可视化技术研发及应用的企业，提供从地图数据生产、地图编辑运维、地图应用开发的全流程专业技术产品与服务，并提供可视化智能管理及物联网整体解决方案。2. 主营业务
蜂鸟视图的主营业务见表9。表9 蜂鸟视图主营业务介绍3.服务案例
针对会展提供可视化招展预定、与会数据收集与分析等服务，支持在线了解展会整体情况，实时查看展区和各个展台人流热度。针对参展用户提供导航服务（如图19）。展会结束后为各大展商、主办方提供大数据分析报告，有助于主办方对展会进行效果评估与决策支持，提高展会效能，形成信息化、智能化管理与服务的新形态会展。图19 智慧展会用户端示意
五、挑战篇（一）定位平台不统一
目前室外定位已形成大而统一的定位平台，例如国外的谷歌地图，国内的高德、百度地图，而室内定位由于刚刚起步，标准还未成熟统一，室内定位平台还不成规模。另外,碎片化的应用场景更增加了更新维护室内地图的成本。（二）个人隐私保护意识增强
如图20所示，将用户位置信息分享给第三方是室内定位系统增值手段之一，但其中涉及到的定位数据安全问题引起了社会各界的广泛关注。目前市面上大多数软件都需要基于使用者所处的位置来提供相对应的位置服务，如地图软件、生活软件等，但对于个人隐私保护存在着管理漏洞。用户在使用应用软件期间，经常需要授权个人通信、位置等信息，容易被应用软件泄露，涉及个人隐私安全。在大数据时代，用户位置和个人习惯的分享，为商家带来精准营销的同时，用户对定位数据安全、隐私泄露的忧虑日益增加。
（三）室内定位成本和复杂程度高
不同于室外环境，室内环境布局复杂多变、干扰源多，动态性比较强，室内重新装修或是家具摆设移动都会对室内定位的精度产生影响。成本较低的室内定位技术由于缺乏精度，需要将多种低成本传感器组合使用，如加速器、磁力感应器、温湿度传感器、光照传感器等，但创建多传感器地图的前期准备时间较长，准确性易受温度、光照等因素影响，实际定位精度难以达到理论值。复杂的室内环境对室内定位的自适应、数据信息自动更新能力提出了挑战，提升室内定位技术的精度意味着成本随之增加。高精度室内定位的实现需要匹配昂贵的定位终端设备及前期海量数据采集作为依托，发展高精度室内定位所需的高昂成本限制了室内定位技术的推广。此外，室内定位解决方案的普适性还不高，针对特定环境的解决方案并不能很好地适应其他环境，不利于室内定位技术的大范围应用，因此限制了中国室内定位行业的发展速度。（本篇为全文的下篇，请点击上方链接查看本文上篇）
注：本文收录于《中国地理信息产业发展报告（2021）》（测绘出版社）
目 录
第三篇 我国测绘地理信息领域科技与产业的自主创新发展
第四篇 高分辨率遥感卫星发展研究报告
第五篇 立足第二代卫星导航产业 促进北斗产业化发展分析
第七篇 数字孪生技术在战场地理环境保障中的应用探索（查看原文）
第八篇 数字孪生在新型基础测绘中的应用（查看原文）
第十篇 全国水利一张图技术及其应用进展
第十二篇 三维GIS软件技术发展及应用
第十四篇 2020中国室内定位行业发展（上篇）
购书二维码
来源：中国地理信息产业协会（转载请注明来源）
编辑：田 蕾 顾 慧初审：余 青 审核：王 增 宁
征稿启事
为更好地宣传地理信息产业和协会会员，提升地理信息企业品牌影响力，提供更好的宣传报道和信息资讯服务，协会长期面向各会员单位、地信企业、工委会、省级协会、用户单位等征集宣传素材和新闻稿件。重点包括各单位、各领域、各地区的新产品新技术新应用新模式等创新成果，地理信息典型应用，国际市场开拓、产学研合作等的重大进展，企业家风采，各细分领域发展综述等。欢迎各单位踊跃投稿！
近期“实景三维”、“专精特新”、“新产品发布汇”主题宣传进行中，欢迎投稿！
联系人：
顾慧
18911580277（微信）
guhui@cagis.org.cn
>>专精特新
中国地理信息产业协会公众号
—— 关注产业精彩，了解协会动态 ——
微信号：dixinxiehui
Email：info@cagis.org.cn
官网：www.cagis.org.cn
欢迎 在看 转载 收藏 评论