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電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李寧遠）在物料堆積如山的工廠、人來人往的商場醫(yī)院、設備分散的倉庫，如何在這些室內(nèi)空間里準確地定位人員或者設備這種需求一直存在。

不同于室外移動設備能提供的位置服務，可以采用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)GNSS和低功耗藍BLE測距在室外有效地確定人員和物體之間的相對位置。在室內(nèi)GPS是無法工作的，室內(nèi)的定位服務還有著很大的拓展空間。

百花齊放的室內(nèi)定位技術

室內(nèi)定位技術可以說是百花齊放，沒有哪種技術和室外的衛(wèi)星定位一樣統(tǒng)一了整個應用場景。有采用Wi-Fi的定位方案，有采用Beacon（Bluetooth）的定位方案，還有采用UWB的定位方案，這些都是采用無線通信設備并通過接收其信號來進行定位的方案。

也有不少室內(nèi)采用紅外線、超聲波、激光雷達等傳感器來實現(xiàn)定位的方案。這些百花齊放的室內(nèi)定位技術在定位精度、部署難易程度和成本上各不一樣，有些室內(nèi)定位技術更適合消費級場景，有些室內(nèi)定位技術更適合工業(yè)級場景。

首先精度肯定是和應用價值成正比的，越高的室內(nèi)定位精度肯定有更廣闊的應用前景和價值。但技術實現(xiàn)成本也制約了相當一部分高精度室內(nèi)定位技術的應用，畢竟在消費級室內(nèi)定位市場大規(guī)模部署高成本的定位設備也是不現(xiàn)實的，所以機器視覺、激光雷達等這種高成本工業(yè)級的室內(nèi)定位手段這里就不關注了。

藍牙室內(nèi)定位：前景巨大的定位技術

得益于藍牙技術的發(fā)展，基于藍牙AOA/AOD技術的室內(nèi)定位新框架，以及藍牙測向算法，該技術的室內(nèi)定位日趨精準簡單。

早期的基于藍牙信標或者基于RSSI的定位是和藍牙AoX不同的，比較具有代表性的藍牙信標定位廠商是Estimote，是最早開始做零售行業(yè)室內(nèi)定位服務的?；谒{牙信標或者基于RSSI的定位精度算不上很高，雖然也能到米級別的定位，但是精度一般在3—10米。

發(fā)展到AoX藍牙測向技術，定位精度和功耗又提升了一大步。AoX藍牙測向理論上能夠做到1m以內(nèi)的室內(nèi)定位精度，功耗相比此前的藍牙定位技術功耗更低，在一顆紐扣電池供電的情況下，能維持五到十年的工作壽命。

另一個更敏感的考量點還是在BOM成本上，設計這種藍牙tags的成本，根據(jù)Silicon Labs的測算目前的芯片組件市場價格不超過1美金，當然前提是量要足夠大。這種室內(nèi)定位技術，最核心的器件自然是藍牙SoC芯片。高通、TI、Nordic、Silicon Labs、u-blox、MTK、英飛凌、ST、泰凌微、炬力、樂鑫等等廠商都有相關產(chǎn)品提供。

但是基于藍牙的定位，受限于藍牙信號功率低，穿透力弱，在復雜空間內(nèi)需要高密度的Bluetooth作為錨點，部署量不小，如果有盲區(qū)或需要更高精度，就需要再增加錨點部署。部署量的增加無疑給了成本很大壓力。另一方面，其穩(wěn)定性也有待提高，雖然電磁干擾信號只要沒有造成整個頻段的阻塞，就不會顯著影響定位精度，但肯定會受到影響。ZigBee技術和藍牙類似，不單獨列舉。

藍牙定位服務能力增強后雖然離大規(guī)模商用還有一定距離，但藍牙測向室內(nèi)定位的前景是巨大的，不少做藍牙芯片的廠商都在這個方向上布局。

Wi-Fi室內(nèi)定位：受益于普及率高的多領域泛定位應用

Wi-Fi網(wǎng)絡不僅是室內(nèi)網(wǎng)絡基礎設施，也可以用于室內(nèi)定位，作為應用普及率最高的室內(nèi)無線接入通信系統(tǒng)，在定位技術的生態(tài)對比中優(yōu)勢是明顯的，因為無需部署額外的定位基礎設施。不過如果把原本的基站也算入到成本里，其實成本優(yōu)勢也不明顯。

Wi-Fi定位主要包含兩種定位算法，指紋算法和三角定位法?？偟膩砜?，指紋算法前期準備工作量較大，尤其是算法層面，需要建立數(shù)據(jù)指紋庫。而且該庫要定期更新數(shù)據(jù)庫的信息，對信息準確度要求很高。

三角定位法則無需如此繁雜的準備工作，但是其信號強度衰減模型與室內(nèi)環(huán)境高度相關，在室內(nèi)環(huán)境較為復雜的情況下，信號強度衰減非常明顯，因此產(chǎn)生的漂移最后導致定位結(jié)果不準確。

Wi-Fi定位技術的精度一般處于3—30米，在各種室內(nèi)的泛定位場景里，精度不高的Wi-Fi定位技術還是有著應用空間的，想提升精度，就要增大AP的部署密集度，成本也會顯著上升并不劃算。在不額外增加基站的情況下做泛定位，Wi-Fi定位技術雖然精度不高，但優(yōu)勢也很突出。

Wi-Fi定位技術的核心器件自然是Wi-Fi芯片，根據(jù)Global Market Insights數(shù)據(jù)，2021年全球Wi-Fi芯片市場規(guī)模超過200億美元，到2025年，全球Wi-Fi芯片市場規(guī)模將達到220億美元。上面提到的做藍牙芯片的廠商大多數(shù)都覆蓋了Wi-Fi芯片的業(yè)務，而且不少廠商在Wi-Fi6、Wi-Fi7芯片上進展頻頻，成本會上升，但也能夠進一步鞏固Wi-Fi定位方案已有的優(yōu)勢。

UWB室內(nèi)定位：成本尚未完全下探的高精度定位

UWB技術以其厘米級定位精度和無縫互聯(lián)特性逐漸在消費電子、精準定位、汽車互聯(lián)等相關領域?qū)崿F(xiàn)廣泛應用。UWB信號不適合遠距離傳輸，因為衰減比較嚴重，而其工作頻率遠離2.4GHz等繁忙的窄帶通信頻段，因此UWB信號具有強大的抗干擾能力，同時在復雜環(huán)境中具有極強的抗多徑能力。這也體現(xiàn)了UWB室內(nèi)定位兩個特點，一是需要多點部署，二則是穩(wěn)定性極高。

精度自然是無可挑剔，目前市面上已經(jīng)商業(yè)的UWB定位應用基本上在10厘米精度級別，相關UWB芯片廠商的理論定位精度級別更是已經(jīng)提高到3厘米甚至是1厘米。精度是UWB在各種室內(nèi)定位手段中最具優(yōu)勢的。

UWB芯片，UWB室內(nèi)定位的核心器件，不同于Wi-Fi、藍牙芯片，UWB芯片設計難度更大，想要實現(xiàn)定位高精度，大帶寬和高采樣率是最基礎的。UWB芯片內(nèi)部射頻和模擬模塊需要能夠支持更高的帶寬，延遲部分也需要計算得非常精確。另一方面，UWB芯片的定位需要大量算法的優(yōu)化迭代作為基礎，開發(fā)難度和成本自然也就更高。目前市占較高的是Qorvo和NXP，在UWB應用的多個垂直場景中占據(jù)絕大部分市場份額，ST、瑞薩也在不斷跟進UWB芯片領域。國內(nèi)也有不少UWB芯片廠商，紐瑞芯、優(yōu)智聯(lián)、馳芯半導體、瀚巍微電子等廠商都在UWB芯片高精度和低功耗性能上不斷突破。

成本是UWB室內(nèi)定位應用的難題，雖然近幾年UWB發(fā)展風生水起，出貨量的提升促進了成本的下探，但是相比于Wi-Fi、藍牙芯片，其價格仍然較高。而且UWB定位需要定制發(fā)射器、中繼器、轉(zhuǎn)發(fā)器，總成本還是處于高位。

室內(nèi)定位技術對比

除了上面提到的室內(nèi)定位技術，市面上也有使用慣導傳感器技術來做定位的方案，掃地機器人就是很成熟的一類用例。地磁也是常見的室內(nèi)定位解決方案，同樣是消費級傳感器定位的一種技術。

地磁傳感利用地球磁場，可以為導航定位提供天然的坐標系，在導航系統(tǒng)中實現(xiàn)定位定向。地磁定位的優(yōu)點在于適用于所有大型場地，是不需要基礎設施的一種室內(nèi)定位方法，單一地磁精度范圍可以達到3米左右。地磁可以結(jié)合其他傳感來實現(xiàn)共同室內(nèi)定位，比如融合IMU，然后再通過Wi-Fi、藍牙加以輔助。地磁加IMU是在精準度、可靠性以及開發(fā)和維護成本之間保持較好平衡的一種室內(nèi)定位技術手段。這種融合手段，想要做更高的精度，會受限于IMU硬件的誤差以及算法能力，和傳感相關的定位技術都是如此。