芬蘭奧盧大學(xué)(University of Oulu)的一個研發(fā)團(tuán)隊通過識別不同地點的地磁，幫助用戶進(jìn)行室內(nèi)導(dǎo)航，并基于地磁感應(yīng)技術(shù)成立了移動室內(nèi)定位的IndoorAtlas公司。其核心技術(shù)獨立于任何外部基礎(chǔ)設(shè)施，使用無線接入點技術(shù)，并且沒有任何硬件安裝的要求。
很早之前人們就意識到GPS無法在室內(nèi)正常工作的重大缺陷，在這些GPS無法正常工作的環(huán)境中，如遭受自然災(zāi)害和被困在室內(nèi)或地下某處時，救援人員如何發(fā)現(xiàn)需要救助的人和制定救援路線就成為一個必須克服的問題。另外，隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和多媒體業(yè)務(wù)的快速增加，人們對在復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境中定位與導(dǎo)航的需求也日漸增加。為此，很多3S專家提出了多樣室內(nèi)定位技術(shù)解決方案，如A-GPS定位技術(shù)、超聲波定位技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)、紅外線技術(shù)、射頻識別技術(shù)、超寬帶技術(shù)、無線局域網(wǎng)絡(luò)、光跟蹤定位技術(shù)等等。但是受定位時間、定位精度以及復(fù)雜室內(nèi)環(huán)境等條件的限制，目前還無法用比較完善的定位技術(shù)來滿足室內(nèi)定位的真正需求。
而在近期，室內(nèi)導(dǎo)航的武器庫中卻增添了一件極具創(chuàng)新的新兵器——地磁導(dǎo)航技術(shù)。芬蘭奧盧大學(xué)(University of Oulu)的一個研發(fā)團(tuán)隊通過識別不同地點的地磁，幫助用戶進(jìn)行室內(nèi)導(dǎo)航，并基于地磁感應(yīng)技術(shù)成立了移動室內(nèi)定位的IndoorAtlas公司。其核心技術(shù)獨立于任何外部基礎(chǔ)設(shè)施，使用無線接入點技術(shù)，并且沒有任何硬件安裝的要求。IndoorAtlas研發(fā)的軟件為室內(nèi)定位導(dǎo)航提供一個完整的工具箱，在商店促銷、移動游戲、物流效率和機(jī)場導(dǎo)航等多個方面，這個具備革命性的創(chuàng)新解決方案提供給企業(yè)或個人建立各種室內(nèi)導(dǎo)航應(yīng)用一個全新的機(jī)會。IndoorAtlas甚至稱“基于地磁周圍領(lǐng)域的室內(nèi)定位技術(shù)把導(dǎo)航技術(shù)帶上下一個臺階。”究竟這個技術(shù)是否如其所言呢?我們不妨來看一下科學(xué)家是如何解釋的。
IndoorAtlas的定位技術(shù)很大一部分是受自然界一些動物的啟發(fā)，他們不僅利用地球磁場確定方向，還以此進(jìn)行真正的導(dǎo)航。比如龍蝦，它可以利用地球磁場探測方向，甚至還可以感覺到他們相對于目的地的位置。這就意味著一些特殊的動物可以從地球磁場的本地差異中獲取位置信息?，F(xiàn)代建筑物大部分都是由鋼筋混凝土建成的，科學(xué)家利用他們獨特的空間磁場差異性來定位，這和動物利用地球磁場的原理類似，原則上來講，每一棟建筑物的地板和走廊都構(gòu)建了一個獨特的磁場干擾。而取決于不同的路徑，一個非均勻環(huán)境周圍磁場產(chǎn)生不同的磁場觀測值。IndoorAtlas的室內(nèi)導(dǎo)航軟件就是利用物體周圍磁場的波動情況來確定室內(nèi)位置的。這項技術(shù)的發(fā)起者Janne Haverinen博士解釋說：“由于現(xiàn)代建筑物特殊的金屬結(jié)構(gòu)會干擾地球磁場，所以指南針在現(xiàn)代建筑物種是無法正常使用的。IndoorAtlas正好利用這些干擾，在每個建筑物中創(chuàng)造一個獨特的室內(nèi)地圖。”
由于現(xiàn)代智能手機(jī)的出現(xiàn)和傳感技術(shù)的開發(fā)，使得這項利用地磁干擾的室內(nèi)導(dǎo)航技術(shù)得以實現(xiàn)。在芬蘭Pyhasalmi地下1400米深的銅礦和鋅礦中，IndoorAtlas的工作人員對其位置定位科技在地下環(huán)境中進(jìn)行了一系列實驗。在周圍的地下磁場中，礦區(qū)產(chǎn)生了一個獨一無二的空間形狀，也成為在該區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)的典型現(xiàn)象。
工作原理簡述：
首先，地磁導(dǎo)航應(yīng)用的開發(fā)人員把IndoorAtlas的API和位置服務(wù)聯(lián)系起來，API把采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿恢梅?wù)中，位置服務(wù)連接到地圖數(shù)據(jù)庫后，數(shù)據(jù)庫再利用IndoorAtlas地圖建設(shè)應(yīng)用從建筑物中收集地球磁場數(shù)據(jù)。最后把IndoorAtlas的位置服務(wù)應(yīng)用建立在微軟Windows Azure云平臺的頂端。
在未來的優(yōu)勢：
IndoorAtlas室內(nèi)導(dǎo)航技術(shù)是用于室內(nèi)定位和移動互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新技術(shù)，這項科技可以獨立發(fā)揮作用，亦可和現(xiàn)有的wifi定位、射頻和紅外等室內(nèi)定位技術(shù)平行使用，提高室內(nèi)定位的精確度。IndoorAtlas的核心技術(shù)只需要一個位置服務(wù)系統(tǒng)的軟件，而不必要安裝其他硬件，也就是說只要有內(nèi)嵌傳感器的智能手機(jī)就可以使用這種技術(shù)。該技術(shù)在現(xiàn)代建筑物中的定位范圍可以精確到0.1米到2米之間(具體的范圍需要根據(jù)建筑物的類別而定)。
IndoorAtlas軟件的使用：
在使用IndoorAtlas的室內(nèi)導(dǎo)航科技之前，使用者需要從指定的建筑物中生成一個地球磁場地圖。為此IndoorAtlas提供了一套比較完整的解決方案。其中包括用來管理建筑物平面圖計劃的IndoorAtlas平面圖方案網(wǎng)頁應(yīng)用、用來收集地磁信息數(shù)據(jù)的IndoorAtlas地圖制作移動應(yīng)用和用于位置服務(wù)開發(fā)的IndoorAtlas API。
使用該技術(shù)建立室內(nèi)定位系統(tǒng)需要這樣一個過程：首先利用IndoorAtlas平面圖方案網(wǎng)頁應(yīng)用在IndoorAtlas地圖制作應(yīng)用中加入建筑物平面圖像，借此讓對應(yīng)的地理信息系統(tǒng)和應(yīng)用軟件達(dá)到無縫對接;其次在IndoorAtlas地圖制作移動應(yīng)用中加入平面圖方案，利用這個操作來收集地磁信息和建立地磁磁場地圖。此移動應(yīng)用可以應(yīng)對單層和多層的平面以滿足現(xiàn)代建筑物內(nèi)室內(nèi)導(dǎo)航的需求。
在IndoorAtlas地圖制作移動應(yīng)用中，開發(fā)者可以通過智能手機(jī)來設(shè)計路線(通常是直線或曲線的路徑)，接下來開發(fā)者通過親身走過這些路線來采集地磁數(shù)據(jù)。這時地圖制作應(yīng)用會自動無縫對接到IndoorAtlas的地圖應(yīng)用中，生成一個用于該建筑物室內(nèi)定位的地球磁場地圖。最后，開發(fā)者就可以利用IndoorAtlas API開始建立室內(nèi)位置的精確服務(wù)應(yīng)用了。
關(guān)于IndoorAtlas API的使用：
Indoor Atlas的API連接到IndoorAtlas的位置服務(wù)上，并且針對開發(fā)者的應(yīng)用會提供定期的更新，而開發(fā)者的應(yīng)用軟件只需要完成一個事件跟蹤方案去接收這些更新。此外，IndoorAtlas開發(fā)者可以自行決定是否商業(yè)化自己的應(yīng)用。
下圖中的代碼片段是IndoorAtlas API在Android系統(tǒng)中的演示：
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