用于仓库自动化的“室内GPS”（及其他应用……）

对于许多在户外运营的企业而言，GPS的问世堪称天赐良机。借助这项技术，先是车辆，随后是人员，都能随时掌握自己的精确位置。物联网带来了新一轮的创新浪潮，使授权用户能够通过云端托管平台实时查看这些位置信息。 一时间，物流公司能够追踪货物位置，车队经理能掌握车辆动向，维护人员能定位员工，农民也能追踪牲畜的行踪。尽管GPS和物联网问世已数十年，但实时定位系统（RTLS）在工业领域的应用仍在持续升温。

尽管这项技术已经开辟了诸多经济途径，且还有更多机遇正在酝酿之中，但它仍存在一个盲点：室内环境。全球导航卫星系统依赖的信号极其微弱，即使在户外信号条件完美的环境下，也会被噪声淹没。 在高楼附近，由于阴影效应和多径干扰，信号质量会显著下降。而在室内，这些信号几乎完全无法接收。这使得实现与室外GPS性能相当的室内定位成为一个空白领域，多年来，各家公司一直试图通过各种技术来填补这一空白，以争夺市场份额。

蜂窝信号、Wi-Fi、蓝牙、超宽带（UWB）

手机信号能够深入建筑物内部，因此已被用于通过多种方法提供室内外的位置估算，包括在配备蜂窝调制解调器的设备上进行蜂窝网络指纹识别。 虽然粗略的位置估算往往比完全没有要好，但即使在最佳情况下，所达到的精度仍远低于GPS。5G凭借其密集的基站网络和高频信号，最终将带来一些改进。

配备Wi-Fi接收器的设备可以利用Wi-Fi指纹识别（精度为10米）或飞行时间法（精度为1-2米）来确定自身相对于附近Wi-Fi热点的位置。然而，其相对较高的功耗和设备成本，使得物联网设备设计者感到不满意。

配备蓝牙的设备可利用所谓的接收信号强度指示器（RSSI）来确定其与附近蓝牙信标的大致距离（精度为5-10米）。 其低成本、低功耗特性，以及蓝牙在联网设备中的广泛普及，推动了蓝牙RSSI技术的广泛应用，该技术被用于消费级和工业级追踪标签，其中最突出的应用当属新冠疫情接触者追踪应用程序。

超宽带（UWB）技术（精度为0.1-1米）在高端手机和其他高端智能设备中越来越受欢迎，它与蓝牙RSSI相辅相成，提高了在丢失和被盗资产追回用例中的定位精度。 借助Tile等公司开创的众包定位追踪网络，苹果的“查找”网络和三星的SmartThings Find服务，正将结合UWB与蓝牙技术的解决方案推广至其庞大的全球用户群体中。

 

 

*数据为近似值。确切数值取决于各部署的具体情况。

 

用于高精度室内定位的蓝牙技术

最新加入这一领域的技术同样基于蓝牙，具体而言，是基于蓝牙5.1中的一项功能：测向。通过蓝牙测向技术，配备多天线阵列的固定锚点可以确定移动标签发出的特殊蓝牙信号的入射角（AoA）。 当 3 个或更多锚点处于标签的视线范围内时，蓝牙室内定位系统即可通过三角测量将标签的位置精确定位到 1 米以内。

蓝牙测向与高精度室内定位技术的关键优势包括：功耗低、蓝牙硬件成本低、部署成本低，以及现有庞大的基于蓝牙解决方案的开发企业生态系统。

仓库自动化（及其他应用）的“室内GPS”

由于高度依赖位置感知能力，仓库自动化充分展现了蓝牙室内定位解决方案的诸多优势。 使用廉价且可重复使用的追踪器对货物进行标记，可简化库存管理、货架定位以及运输过程中的货物追踪。为员工配备追踪器则能实现自动访问控制和流程监控，从而提高效率。这两种应用均采用AoA技术，通过该技术计算每个标签的位置，并将位置信息提供给基于云端或本地托管的追踪解决方案。

最后，自动化仓库中的机器人可利用基于蓝牙室内定位的实时定位服务（RTLS），自主将货物从货架运送到所需位置。 此时便应用了基于出发角（AoD）的蓝牙室内定位技术，该技术使机器人能够根据部署的锚点计算其在仓库内的相对位置，并以低延迟的方式获取数据。

相同的技术还将惠及广泛的其他应用场景。医院将能够快速定位带有标签的医疗设备、病床、患者和工作人员，从而节省宝贵的时间和资源。 在机场，该技术可优化行李处理流程并协助追踪乘客行踪。而在蓝牙 RSSI 技术已广泛应用的零售业，蓝牙室内定位不仅能通过追踪顾客行为并向其推送个性化广告，还能提供更个性化的购物体验。

蓝牙高精度室内定位入门指南

在 u-blox，我们一直在积极测试蓝牙的新功能，涵盖测向和高精度室内定位等应用场景。在此过程中，我们开发了两款探索套件，消除了许多导致该技术难以应用的障碍。 我们的u-blox XPLR-AoA-1 探索套件包含一个追踪标签和一个锚点，以及用于计算入射蓝牙信号方向所需的算法，可让用户轻松评估和实验蓝牙测向技术。

u-blox XPLR-AoA-2 探索套件包含四个锚点、四个追踪标签，以及在外部 PC 上实现高精度定位引擎所需的所有软件。该套件更进一步，为用户提供了顺畅的蓝牙高精度室内定位技术入门体验。 我们最近在一家工业仓库中部署了室内定位解决方案，并将于近期通过白皮书分享相关经验——敬请期待更多内容！

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