求精确定位系统原理误差,误差5厘米。

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为满足室内定位市场不断成长的需求蓝牙SIG在日前推出蓝牙5.1,并将测向功能(Direction Finding)正式纳入规范中使搭载了蓝牙技术的装置可侦测蓝牙信号方向,提供厘米等级的定位精准度新规范的推出可望为蓝牙在定位市场的发展注入新的动能,而相关IP与芯片商也陆续推出相应的解决方案抢攻室内定位服务的庞大商机。

测向定位成蓝牙5.1最大亮点

蓝牙SIG亚太区资深区域经理李佳蓉表示从垂直应用和消费性市场的角度来说,测向功能是本次规范更新的最大煷点蓝牙SIG也希望能通过更精准的定位服务,让消费者感受到蓝牙5.1技术对生活带来的裨益

RSSI)原理误差,可侦测信号源的信号强度并概算絀物体间的距离。虽然目前蓝牙Beacon已可支持许多种室内定位的应用但都只能提供概略的估计值,无法精准定位物体位置也使得市场的开拓受到限制。而为更好地满足应用市场的需求蓝牙5.1正式将基于到达角(Angle of Arrival, AoA)/接收角(Angle of Departure, AoD)定位法的测向功能纳入规范中。

结合两种定位原理误差 蓝牙5.1精准度进化关键

Nordic区域销售经理陈俊志解释蓝牙5.1是在射频物理层中导入信号强度与IQ的信息,再搭配硬件上阵列天线与软件上的演算方式計算出相对位置而过去的低功耗蓝牙Beacon定位技术主要是使用智能手机接收多个信标所发送出来的信号,并在手机中根据每个不同信标的信號强度进行多角度演算取得定位信息

上述两者的差异在于是否在硬件上使用阵列天线与射频物理层中所多出来新定义信号强度与相位的信息,这也是主要定位精准度能够提升的重要因素要特别注意的是,蓝牙5.1定位方案对距离的估算仍是基于RSSI技术

蓝牙5.1考验硬体/软体整合

導入测向功能对于蓝牙定位装置设计上最大的不同在于,AoA/AoD接收器与发射器其中一个必须有两组以上的天线阵列并导入运算所需的演算法,才能进行方位判断因此,从既有的蓝牙定位方案升级到蓝牙5.1版本须进行硬件设备更换。

谈到蓝牙5.1解决方案开发重点要实现厘米等級的精准度除了必须要有良好的天线系统,系统与演算法的整合也是关键为此,该公司在蓝牙5.1解决方案除了采用比市面上其它低功耗蓝牙方案更高阶的处理器强化运算效能也与系统整合商(SI)合作,优化整体定位系统

蓝牙5.1带旺室内定位市场

蓝牙定位服务可分为两大类,第┅类是近接(Proximity)方案通过蓝牙链路判定两个装置间的距离,常见的应用包含物件搜寻(Item Finding)和地标信息(PoI Beacon)解决方案;第二类是蓝牙定位系统通过蓝牙信号判定装置实际位置,需要较完善的基础设施与系统布建在实际应用上又可分为即时定位系统和室内定位系统。

物件搜寻解决方案:将个人资产标签(Tag)加装在钱包、钥匙等随身物件上再通过中央装置(如手机中的应用程序)来接收标签信号,达到防丢失的功能

地标信息解决方案:通过蓝牙链路推送相关信息,用户只要开启蓝牙功能就可以接收到信号范围内之蓝牙Beacon发送的信息。常见应用包括商场中的近距离感知营销

即时定位系统:此定位系统是基于RSSI原理误差,通过多个接收器所发射的信号来进行三边测量法进一步算出物体所在的位置,可达到公尺等级的精准度主要应用在资产跟踪,例如医院可在设备或仪器上安装蓝牙标签并通过布建在建筑物各处的蓝牙接收器Beacon接收物品信号,进行即时定位

室内定位系统:此定位系统同样是基于RSSI原理误差,只是运作模式与即时定位系统解决方案相反先将蓝牙發射Beacon部署在建筑物内的固定地点。如此一来访客就能通过终端装置的应用程式来接收Beacon信号进行定位。通过从确切地点发出的Beacon信号以及RSSI技術应用程序便能利用三边测量法计算出访客当下的所在位置。常见的应用场景包括大型商场、车站的室内定位

室内/户外定位技术互补 推升定位系统效能

从技术特性来看,蓝牙传输距离较短且无法在户外大量建置发射点,所以较适合使用于室内而GPS仅能通过接受卫星信号计算方位,所以适用于户外定位不过,GPS有一个较明显的缺点是功耗大接受器往往须使用较大容量的电池。对此陈俊志指出,蓝牙定位技术提升后可与GPS进行整合,在不同场域中形成互补装置可先通过GPS在户外先粗略取得大约定位数据,再通过蓝牙5.1测向功能计算较精细的定位缩小范围或是用户在室内的场域借此优化定位系统效能,同时降低功耗

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