室內定位將是全社會數字化轉型的重要基石
“據國際知名的市場調查與咨詢公司Market&Markets的調查數據顯示,近幾年,室內定位的全球市場以42.0%的年復合成長率增長,市場規模從2017年的約70億美元擴大到2021年的約400億美元,并且持續保持高速增長。調查指出,特別是以蘋果、安卓手機為代表的手機企業將高精度定位系統引入室內定位導航,原本室內定位TO B的商業模式將快速過渡到TO C的市場,這必將引起市場新一輪的快速增長。”
——摘自《中國測繪》2022年第2期
隨著城市建設的發展,室內空間持續擴大,人們的活動多數在室內場景進行,對室內定位服務的潛在需求在不斷增強。智能時代的到來也對室內的場景服務提出了新的要求,人們在商場、地鐵站、機場等室內空間中需要基于精準時空位置的智能服務。在國家推進數字經濟發展背景下,工業建設、智慧城市建設更是催化了室內定位的剛性需求。
中國電子科技集團首席科學家、衛星導航系統與裝備技術國家重點實驗室主任蔚保國認為,泛在、精準、連續、智能的室內導航定位將是全社會數字化轉型的重要基石,必將推動工業制造2025、數字孿生、智慧城市的快速發展。
室內定位之“痛”
在于高精度、低成本、低功耗的普適性解決方案
區別于室外開闊空間,室內定位技術面臨著更復雜的環境信息。復雜多變的室內環境帶來的無線信號覆蓋問題、精準測量問題、環境感知問題、地圖更新問題等均是室內定位的難點所在。
室內與室外無縫連續高精度服務則是從室外走向室內的另一難點,這既需要室外和室內導航定位資源的體系化延續,又需要用戶終端層面具有云端協同的智能化自適應導航定位技術來保障。
從理論上來說,要實現在室內進行定位,需要有信號放射端和信號接收端,根據和信號之間的強弱關系、發射時間計算出信號接收端的大概距離、方位角等信息。
按照信號發射端的方案不同,目前主流民用室內定位的技術有藍牙定位機制、WiFi定位機制、地磁/慣導定位機制,此外還有在工業化領域應用多年的超寬帶定位機制和比較新穎的聲波定位機制等多種體系,而信號接收終端有手環、手機、小型移動設備等所有可以搭載信號接收模塊的便攜式設備。
室內定位有一個不可能三角理論,就是任何一種定位方案無法同時具備高精度、低成本和低功耗,必須要做取舍。沒有一種完美的、統一的技術方案,來解決不同應用場景下對于定位精度、成本、功耗、易用性、可靠性等因素的綜合要求。不同方案需要不同程度的信標設備布設和環境信號數據采集,而環境信號數據又存在有效期問題,這些都是難以逾越的成本障礙,尚無一種室內定位技術能夠與室外GNSS技術相媲美。
定位方案的不可能三角
軟件方案搭載智能設備
為行業發展帶來新機遇
智能手機是全球最為龐大的移動用戶位置終端,如何利用終端手機的信號接收和傳感器實現泛在、高精度、低功耗等幾個條件之間尋求最佳平衡的室內定位方案,是影響室內位置服務大規模推廣的重要因素。
對于特定的應用場景,比如學校、工業園、醫院,特定的室內定位方案和對應的硬件設備進行搭配,可以滿足這些不同使用場景下的定制化需求;而對于大眾用戶,則以智能手機為室內定位的終端載體,輔以技術成熟的軟件解決方案嵌入智能手機,是用戶接受度最佳的泛用做法。除了大規模室內定位設備基建和室內地圖行業的支撐,智能硬件、軟件解決方案等支撐也是室內定位技術的進一步發展和應用的關鍵之一。
及刻-智能場景識別技術方案
以智能終端為載體的可行實踐
及刻自研的智能場景識別技術,區別于傳統定位方案從不可能三角的高精度出發,整個方案在設計之初就以不可能三角中的低功耗為出發點,著力解決低功耗的問題,然后盡可能平衡精準度和成本問題。如果低功耗的問題解決不了,就無法成為場景服務這個范在能力的底層基礎支撐能力。
方案通過融合多種室內環境信號,如iBeacon、普通藍牙、WiFi、基站、網絡定位經緯度在內的環境信號參數,結合陀螺儀、步長儀、加速度儀在內的MEMS傳感器,盡可能復用現有環境里的多種信號數據。在手機客戶端運用范圍狀態算法,對多種信號數據濾波和加權后參與計算,結合MEMS傳感器提取用戶行為特征后判斷用戶行為狀態,是即將進入場景,還是在場景內停留,或是離開場景,進行連續性狀態判定。對于識別結果的校驗,會經過服務端應用了深度學習的模型,對識別結果進行范圍性校驗、時效性校驗、真偽性校驗等,過濾掉異常情況。從而完成精準、連續的室內場景識別,實現室內場景識別效果。
智能場景識別技術方案,尤其適合搭載在各類型智能終端設備。區別于傳統大量應用于地圖的室內定位技術,通過高頻取樣以及和服務器高頻通信來完成定位。由于本地計算可以有效控制不同環節的采樣頻率,做到極低功耗,網絡請求因為消耗功耗較大,只發生在本地完成計算后到服務端進行最終校驗,故可以將功耗極大降低。甚至可以做到把一部分深度學習模型下發客戶端,緩存識別參數數據做到離線識別,將低功耗做到極致。及刻研發的智能場景識別技術方案,以更少的網絡請求和功耗,適配智能終端對室內場景識別功能實現的剛性需求。
該技術由及刻CTO蘇醒帶領團隊自主研發,獲得多項國家發明專利認證,可連續、泛在、低功耗地感知終端用戶所在的線下場景,即使是復雜的店鋪交錯的室內空間,也能精準識別用戶當前所在場景。同時,整套智能場景識別技術方案依托于用戶狀態的精準采樣和判定,對用戶在不同場景間切換做到秒級感知,還能實現即時的服務或應用推薦。
“跳出舒適圈”的創新探索
為行業催生更多可能性
困難常與機遇并存,難題的背后隱含著創造的可能。及刻CTO蘇醒在難題中看見了新的機會,他跳出原本的舒適圈辭職創業,和團隊一起創造性地提出了智能場景識別服務這一方向,開始投入在室內定位上尋找突破口。
“室內外定位技術發展了很多年,但對于定位技術應用場景的探索從未停止,很多公司、很多技術本身很不錯,但因為方案成本等各種各樣問題找不到好的應用場景和商業模式最終胎死腹中,非常可惜。”在經歷了初期業務方向不明朗的困惑期后,蘇醒最終與團隊成功研發了基于位置信息的場景識別解決方案,以創新技術為行業帶來更多的可能性。
蘇醒帶領團隊一直堅持技術的創新探索,至今獲得多項極有技術含量的新技術發明專利,進一步提升場景感知技術方案的可靠性。
而作為及刻智能場景識別技術的研發總負責人,挑戰性思維與探索世界的好奇心是蘇醒創新的內驅力。
及刻聯合創始人&CTO 蘇醒自我介紹
技術極客,萬事好奇,酷愛讀書,自學成才。畢業于于北京航空航天大學,大學期間自學計算機知識,尤其喜好鉆研操作系統底層內核和網絡安全相關方向,在校期間曾花一年多時間寫過操作系統,多次獲得科技競賽獎項,并在國際安全峰會上發表過演講。畢業前半年加入跨國安全企業McAfee從事安全領域研究,后隨McAfee加入Intel。曾發表多篇技術文章,發掘和提交過多個系統和應用漏洞,在多個技術挑戰賽上獲取獎項。
始終堅信興趣是最好的老師,并對世間萬物尤其是新的領域和事物有極強的好奇心,執迷于發掘事物現象背后的本質。除自學計算機外,還自學經濟學和財務知識,并開設微信公眾號分享自己的一些心得。并對古錢幣收藏和國內外古今歷史,萬智牌和德州撲克都有一定造詣。此外因年幼時體弱多病,深知運動是健康之源,工作后愛好習武,練習空手道、巴西柔術、合氣道、拳擊、泰拳,并被授予空手道黑帶。
及刻場景識別技術方案先后成功與華為、榮耀、OPPO、vivo等16家主流手機廠商達成合作,至今已覆蓋9億終端。
場景識別成為智能手機基礎技術
1月10日榮耀折疊屏旗艦Magic V發布上,【場景感知】AI能力作為智能手機的重要技術被隆重宣講。這意味著,AI體驗勢不可擋,場景識別技術正在成為手機系統的一項基礎技術。
榮耀Magic Live基于業界領先的高精度地理圍欄技術,通過全天候場景化感知地理位置,匹配人的位置與時間關系,提供精準的智慧服務。
及刻×榮耀 • 場景識別技術應用
目前,及刻與榮耀已經推出「地鐵智能卡片」,將場景感知技術應用到用戶生活場景。當用戶接近地鐵站點,手機即時感應,自動彈出地鐵乘車碼卡片,無需臨時翻找乘車碼,不必打斷正在運行的手機應用,直接出碼進站乘車,出站時點擊卡片快速刷碼,獲得方便快捷的乘車體驗。