此前，泰伯網(wǎng)曾報(bào)道中國(guó)團(tuán)隊(duì)在2016微軟全球室內(nèi)定位技術(shù)大賽中榮獲多項(xiàng)殊榮，其中，同濟(jì)大學(xué)劉兒兀教授團(tuán)隊(duì)在室內(nèi)定位技術(shù)大賽2D類摘得第一名桂冠。在這項(xiàng)代表室內(nèi)定位技術(shù)最高水平的國(guó)際賽事中，劉教授究竟憑借哪些過硬的本領(lǐng)一路過關(guān)斬將，脫穎而出?前不久，泰伯網(wǎng)對(duì)劉教授進(jìn)行了專訪。

　　劉兒兀教授

　　眾所周知，技術(shù)類賽事拼的是實(shí)力——劉兒兀教授認(rèn)為其團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的室內(nèi)定位技術(shù)正是其獲勝的關(guān)鍵，但他也謙虛地表示，實(shí)際上第一名與第二名Fraunhofer研究所之間的成績(jī)很接近，能夠摘得冠軍有運(yùn)氣成分在其中。

　　要知道，在維也納舉辦的這場(chǎng)2016微軟室內(nèi)定位技術(shù)大賽中，2D組不允許在比賽現(xiàn)場(chǎng)部署任何額外的硬件設(shè)備，僅可以利用現(xiàn)場(chǎng)設(shè)施(包含3個(gè)Wi-Fi接入點(diǎn))進(jìn)行定位，而且必須利用智能手機(jī)、平板電腦或者筆記本電腦作為定位終端。

　　硬件設(shè)備的限制多、只能用指定的傳統(tǒng)電子產(chǎn)品，這讓眾多團(tuán)隊(duì)都為難。然而，劉教授和他的團(tuán)隊(duì)又是如何突破技術(shù)領(lǐng)域的限制?

　　集多項(xiàng)技術(shù)于一身的DWELT算法

　　在室內(nèi)定位領(lǐng)域，主流的技術(shù)主要有Wi-Fi指紋、藍(lán)牙iBeacon或Wi-Fi信號(hào)強(qiáng)度、地磁、慣導(dǎo)、超寬帶UWB、可見光VLC等，各有千秋。劉教授表示，其團(tuán)隊(duì)開創(chuàng)性地研發(fā)出了一種名為DWELT的算法，對(duì)包括地磁、Wi-Fi指紋、Wi-Fi信號(hào)強(qiáng)度、慣導(dǎo)等多種數(shù)據(jù)源進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。

　　DWELT算法基于以下設(shè)計(jì)思路：在待定位點(diǎn)處，幾種定位技術(shù)的效果同時(shí)很差，這樣的幾率很小。例如，在某些點(diǎn)實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)到基于Wi-Fi信號(hào)進(jìn)行定位的精度不高，這時(shí)基于地磁或者慣導(dǎo)進(jìn)行定位可能較好;在某些點(diǎn)實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)到基于地磁進(jìn)行定位可能誤差較大，這時(shí)有可能基于慣導(dǎo)或Wi-Fi信號(hào)進(jìn)行定位較好。

　　劉教授直言，上述想法并不復(fù)雜，但實(shí)現(xiàn)起來難度卻很大，特別是在數(shù)據(jù)融合算法以及慣導(dǎo)方面，DWELT算法有許多的設(shè)計(jì)。

　　實(shí)時(shí)調(diào)整數(shù)據(jù)源的權(quán)重是法寶

　　室內(nèi)定位技術(shù)的重要指標(biāo)便是定位精度，而定位精度與所用的信息源以及對(duì)不同信息源進(jìn)行的數(shù)據(jù)融合算法密切相關(guān)，例如Wi-Fi信號(hào)的路徑傳播和衰落特性、慣導(dǎo)系統(tǒng)的累積誤差、可見光信號(hào)的噪聲特性、地磁/加速度/速度/陀螺儀等傳感器精度、單一定位技術(shù)所用的算法以及多種定位技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合的算法。

　　近年來，雖然有可達(dá)2米甚至1米以內(nèi)精度的理論數(shù)據(jù)，但在實(shí)際使用中，Wi-Fi定位一般是5-8米甚至10米精度，5米內(nèi)通常算是比較好的效果了，無法區(qū)分相鄰房間和樓層。

　　DWELT算法能夠基于環(huán)境情況動(dòng)態(tài)調(diào)整不同數(shù)據(jù)源的定位信息權(quán)重，具有對(duì)多種定位技術(shù)的分集效果，從而達(dá)到較高的定位精度，正是克服了多種技術(shù)難題，不需要專門的硬件和額外的網(wǎng)絡(luò)部署，即使環(huán)境中沒有Wi-Fi信號(hào)也可以定位，定位精度約為1米。DWELT算法部署于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器端時(shí)，不需要對(duì)手機(jī)等用戶移動(dòng)端做任何改動(dòng)，只需要利用網(wǎng)絡(luò)探測(cè)到的Wi-Fi信號(hào)強(qiáng)度即可定位，定位精度3米內(nèi)。

　　基于不同的部署方式，DWELT算法能夠?qū)崟r(shí)跟蹤行走軌跡，并能準(zhǔn)確區(qū)分相鄰房間和樓層，滿足多數(shù)LBS室內(nèi)定位業(yè)務(wù)1-3米精度的要求。DWELT算法正是采用了這樣的最佳策略，利用簡(jiǎn)單易行的部署方案，博得了滿堂彩。

　　劉教授坦言，DWELT技術(shù)目前相對(duì)其他室內(nèi)定位技術(shù)尚有定位精度方面的優(yōu)勢(shì)，因此他們的團(tuán)隊(duì)下一步的目標(biāo)則是更多地考慮算法的穩(wěn)定性、易用性。

　　室內(nèi)定位技術(shù)，可用來開發(fā)Pokemon Go類的游戲

　　實(shí)際上，DWELT算法不僅有顯著的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，可滿足絕大多數(shù)LBS室內(nèi)定位業(yè)務(wù)的要求，還具備廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。例如，DWELT可與AR/VR技術(shù)結(jié)合，可以用于游戲開發(fā)，從而大大提升室內(nèi)環(huán)境和室內(nèi)定位的商業(yè)價(jià)值;和手環(huán)等智能硬件產(chǎn)品結(jié)合，可以用于小孩、老人、寵物的防丟失;和車載系統(tǒng)結(jié)合，可以用于地下車庫的導(dǎo)航和自主泊車等。

　　“實(shí)際上，我們也可以參與到Pokemon Go這類游戲的開發(fā)之中，” 劉教授說道。作為一款火爆全球的手機(jī)游戲，Pokemon Go的原理實(shí)則并不復(fù)雜，充分利用了谷歌地圖提供的GPS室外定位功能。它的火爆還帶動(dòng)了國(guó)內(nèi)大量山寨版Pokemon Go的游戲出爐，說明定位技術(shù)和AR/VR技術(shù)的結(jié)合有極強(qiáng)的新業(yè)務(wù)催化能力，必定會(huì)成為定位技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)新的重要方向，該領(lǐng)域還將催生更多高價(jià)值業(yè)務(wù)。劉教授表示，其團(tuán)隊(duì)關(guān)注到室內(nèi)定位技術(shù)和AR/VR技術(shù)結(jié)合的巨大應(yīng)用前景，已著手進(jìn)行技術(shù)積累。

　　“由于定位技術(shù)本身并不直接創(chuàng)造價(jià)值，它需要和AR/VR、智能硬件、商旅文業(yè)態(tài)、導(dǎo)醫(yī)導(dǎo)購、商超數(shù)據(jù)挖掘、室內(nèi)人員分流、室內(nèi)通信覆蓋增強(qiáng)等行業(yè)應(yīng)用結(jié)合才能為商家創(chuàng)造價(jià)值，” 劉教授表示。他認(rèn)為他們的團(tuán)隊(duì)目前僅做了將科研理論轉(zhuǎn)化為技術(shù)成果的工作，但從技術(shù)成果轉(zhuǎn)化為商業(yè)成果還有更多的工作要做。

　　在科研成果轉(zhuǎn)化方面，劉教授希望有機(jī)會(huì)引入資本，合作成立公司，將室內(nèi)定位技術(shù)與多行業(yè)應(yīng)用結(jié)合，從而面向更廣闊的市場(chǎng)提供室內(nèi)定位解決方案。

　　國(guó)內(nèi)室內(nèi)定位與國(guó)外不相上下

　　實(shí)際上，近年來的國(guó)際室內(nèi)定位大賽中捷報(bào)頻傳。除了同濟(jì)大學(xué)的劉教授團(tuán)隊(duì)，武漢大學(xué)代表隊(duì)也曾獲得另一項(xiàng)重大賽事——2015年EvAAL室內(nèi)定位大賽手機(jī)組冠軍。這從側(cè)面說明了國(guó)內(nèi)室內(nèi)定位技術(shù)已有了一定的積累。

　　在劉教授看來，前些年國(guó)內(nèi)團(tuán)隊(duì)離國(guó)際團(tuán)隊(duì)有不少差距，使得國(guó)內(nèi)公司只能尋求獲取國(guó)外技術(shù)，例如百度2014年上千萬美元投資了挪威IndoorAtlas公司。但現(xiàn)在看來，國(guó)內(nèi)在室內(nèi)定位技術(shù)方面已與國(guó)外水平不相上下。

　　至少，我國(guó)在室內(nèi)定位技術(shù)上與國(guó)際同行站在同一起跑線上，甚至在少數(shù)方向上還取得了一些領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。

　　實(shí)際上，除了室內(nèi)定位技術(shù)成績(jī)驕人，以北斗衛(wèi)星導(dǎo)航為基礎(chǔ)的室外定位技術(shù)也贏得了世界的矚目。錯(cuò)過了三次工業(yè)革命的中國(guó)，如今在導(dǎo)航定位領(lǐng)域可以與國(guó)際前沿并駕齊驅(qū)，少不了劉教授這樣的工作者的在背后辛勤努力。

　　然而，站在同一起跑線之上，從業(yè)者們還應(yīng)繼續(xù)思索，如何才能夠持續(xù)領(lǐng)跑?在這個(gè)過程中，政府、資本對(duì)國(guó)內(nèi)相關(guān)團(tuán)隊(duì)和技術(shù)的支持，也將對(duì)技術(shù)優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力優(yōu)勢(shì)的過程發(fā)揮重要作用。(文｜泰伯網(wǎng) 龍薇)