比起人盡皆知的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，室內(nèi)定位還是個新鮮而陌生的事物。在室外我們可以依靠GPS定位和導(dǎo)航，但是一旦到了室內(nèi)，GPS信號變?nèi)?，路癡屬性就再也無法隱藏了。

難以定位的室內(nèi)環(huán)境困擾的不只是消費(fèi)者，也讓商家感到頭疼。根據(jù)調(diào)查顯示，有15%的消費(fèi)者因為找不到他們想要的產(chǎn)品，什么也不買就離開了商店，相反如果消費(fèi)者能夠更容易的找到商品，平均每個人的購物量將會增加9.2%。

在如此強(qiáng)烈的需求的驅(qū)動下，室內(nèi)定位的前景自然是相當(dāng)好，這也就催生了成百上千家初創(chuàng)企業(yè)的競爭。解決方案也是五花八門，包括相機(jī)、Wi-Fi、藍(lán)牙信標(biāo)（如iBeacon）、超聲波、LED信標(biāo)、磁定位等等。

在很久之前，AR醬粗略的介紹過一些室內(nèi)定位的方案《科技界為我們這些路癡操碎了心》,今天我們主要就兩種更具前景的定位技術(shù)進(jìn)行分析。

需要大量安裝信號發(fā)射器的IPS不是好IPS

室內(nèi)定位系統(tǒng)（Indoor Position system）簡寫為IPS。

藍(lán)牙信標(biāo)、WiFi都是成熟的IPS方案，定位精度十分可觀，技術(shù)上也不難實現(xiàn)，可我們身邊卻幾乎沒有提供WiFi、藍(lán)牙定位的購物商場。

藍(lán)牙、WiFi等一些定位系統(tǒng)最大的缺陷在于信號的傳輸距離短，這意味著每隔一段距離就要安裝一個信號發(fā)射器。要將大范圍的室內(nèi)面積定位完成，要用到海量的信號發(fā)射單元，并且需要定期維護(hù)和調(diào)試。這樣做下來不僅麻煩，并且很貴。

有沒有不需要大規(guī)模硬件覆蓋的IPS方案呢？

IndoorAtlas地磁場室內(nèi)定位

地磁場室內(nèi)定位的靈感來自于自然界中一些動物的特有技能——鳥類、蜜蜂等動物依靠自身感應(yīng)地磁場而做到對方向的正確把握。

同樣的，我們可以用智能手機(jī)中的傳感器感應(yīng)地磁場，借此來進(jìn)行定位。

地磁場能用于室內(nèi)定位的根本原因在于每個建筑物內(nèi)都有自己獨特的磁性“紋路”，紋路的產(chǎn)生基于建筑材料對地磁場的“扭曲”。

和不少人的想法相反的是，建筑材料非但不會影響地磁場定位的精度，反而由于鋼筋混凝土對于空間中磁場的扭曲，會讓磁場變得更為獨特從而提高了定位的精度。

每一小塊空間內(nèi)的磁場紋路都是獨一無二的，所以當(dāng)手機(jī)獲取了該區(qū)域的磁場情況后，就能得到精確地定位信息，目前的精度在1-3米，足夠勝任室內(nèi)的定位需求。

和藍(lán)牙、WiFi相比，地磁場定位的最大好處便在于它獨立于硬件，無需安裝也易于維護(hù)。一旦測量得到某空間內(nèi)的磁場圖并上傳云端后，每一個智能手機(jī)用戶便能通過磁力計和云端獲取自身的位置。

如果因為室內(nèi)建筑布局改變而影響了室內(nèi)磁場的分布，更新磁場地圖的操作也并不復(fù)雜。這個操作甚至可以眾包給非技術(shù)人員，只要通過手機(jī)應(yīng)用程序普通人就能記錄建筑物內(nèi)的磁場紋路。

藍(lán)牙定位的優(yōu)點在于設(shè)備之間不停地收發(fā)推送，即便關(guān)閉了app手機(jī)任然在實時同外界聯(lián)系，獲取手機(jī)持有者的當(dāng)前位置。但是藍(lán)牙卻不能為購物者或者產(chǎn)品提供精確地X-Y坐標(biāo)。

地磁定位不僅可以跟蹤購物者的位置，還能標(biāo)注出目的地的精確位置（將商品和磁場紋路關(guān)聯(lián)）。

SLAM高精度地圖室內(nèi)定位導(dǎo)航

剛剛介紹的地磁場室內(nèi)定位實際上是靠著一張磁場的分布圖，使用者通過智能手機(jī)的磁力計獲取磁場情況，比對云端的磁場地圖，查找得到自己的準(zhǔn)確位置。

我們用同樣的思路，把磁場圖換成SLAM獲取的高精度的室內(nèi)陸圖，我們就能通過類似的原理實現(xiàn)室內(nèi)定位。

北京華泰天宇科技有限公司提出了一種基于于Re-localization（重定位） SLAM技術(shù)的三維數(shù)據(jù)獲取和室內(nèi)定位方案。

重定位SLAM是在實時構(gòu)建算法的基礎(chǔ)上，結(jié)合測量平差技術(shù)、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、航空攝影測量、SLAM+IMU以及多傳感器的輔助，可以解決大面積大場景的高精度連續(xù)特征匹配，高效而精確地采集數(shù)據(jù)。

在SLAM技術(shù)的幫助下，可以快速而精確地獲取室內(nèi)的3D地圖。

接下來的定位操作和地磁場定位可以說是異曲同工——有了高精度地圖，那么室內(nèi)的每一個位置都能在已經(jīng)構(gòu)建好了的地圖上找到坐標(biāo)，位置可以說是非常精確。

在手持智能手機(jī)定位導(dǎo)航的過程中，導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)合手機(jī)自帶的IMU單元運(yùn)算持有者的實時位置。考慮到IMU在手機(jī)移動中會產(chǎn)生誤差，手機(jī)可以通過精確的三維地圖和掃描到的特征點實時矯正。

和地磁場室內(nèi)定位相同，構(gòu)建好了地圖之后，無需安裝設(shè)備，手持智能手機(jī)就可以在室內(nèi)定位和導(dǎo)航了。

比較

就地磁場和SLAM高精度地圖兩種方案比較而言：

數(shù)據(jù)采集方面，IndoorAtlas不需要專業(yè)設(shè)備和專業(yè)人員，普通人手持安裝特定APP的智能手機(jī)便能采集地磁數(shù)據(jù)，高精度地圖方案前期則需要專人和專業(yè)設(shè)備進(jìn)行空間的掃描重構(gòu)。

定位精度方面，通過SLAM構(gòu)建的三維高精度地圖能夠獲取比地磁場定位更為精確的定位信息。

后期維護(hù)方面，雖然SLAM和IndoorAtlas的地磁場方案同樣沒有硬件需要維護(hù)，但是如果空間布局發(fā)生了變化，需要對數(shù)據(jù)更新的時候，SLAM則又需要專人專業(yè)設(shè)備再來一遍。相比之下地磁場的信息更新方便的多。

其他幾種定位方案的比較

綜上我們可以發(fā)現(xiàn)，高精度地圖和地磁場的IPS方案在成本和可操作性方面有很大的優(yōu)勢，而二者之間則是各有千秋。相比之下IndoorAtlas的地磁場方案更為簡單易行，適合作為一種“基礎(chǔ)”的室內(nèi)定位技術(shù)，而對于精度要求更高的使用場景則可以使用SLAM高精度地圖定位。

盡管這兩種技術(shù)都相對獨立而完整的實現(xiàn)了室內(nèi)定位導(dǎo)航，但是或許互相結(jié)合會是一個更好的思路，就像室外定位中的GPS、基站、WIFI結(jié)合提高定位效果那樣。