泰伯網(wǎng)訊 9月16日,第六屆中國衛(wèi)星導航與位置服務年會暨首屆衛(wèi)星應用國際博覽會在深圳龍崗召開,本次會議以“超越衛(wèi)星導航 共享天地信息”為主題,由中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會、中國遙感應用協(xié)會、中國衛(wèi)星全球服務聯(lián)盟合作主辦。
在本屆大會的高端論壇上,深圳大學教授、校長李清泉做了題為《室內(nèi)定位于室內(nèi)測圖研究進展》的主題報告。
以下為深圳大學教授、校長李清泉的主題演講(內(nèi)容未經(jīng)本人核實):
非常高興來參加這個年會,很多來參會的同行可能不太了解深圳大學,今天上午市長也講了深圳已經(jīng)成為衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)一個非常重要的基地,今天很多院士也在預測未來產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,深圳大學也為了適應未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要,我們今年也開始招收相關本科專業(yè),也組建相關團隊,所以現(xiàn)在深圳大學有跟導航定位相關的,希望跟各位在座的同行能更多的交流和合作。
我也是簡單介紹一下我們最近做的一些工作,因為前面很多專家講的都是非常大的題目,北斗從全球到星際,我可能就講屋里面的事,比較小。關于導航產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,剛才很多專家都講了,其實我也不用多說了,這個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,除了我們今天講的北斗GPS以外,還有一個非常大的領域就是圍繞室內(nèi)的位置服務,因為大家都知道我們生活80%-90%的時間都在室內(nèi)環(huán)境,未來在室內(nèi)空間基于導航定位技術的位置服務是一個非常大的市場,現(xiàn)在也引起了很多同行的關注,也舉了一些例子,特別在深圳有這樣一個體會,機場無比大,商場無比大,地下停車場無比大,所以我們經(jīng)常會找不到我們想要去的地方,實際上位置服務未來的需求是非常廣泛的。
相對于室外定位,北斗GPS來說,相對于室內(nèi)定位來說室外定位是非常成熟的,室內(nèi)定位還在發(fā)展之中,室內(nèi)的位置服務現(xiàn)在有兩個主要的問題,一個是室內(nèi)定位的問題,另外是室內(nèi)地圖的問題,這兩個問題現(xiàn)在也在快速的發(fā)展之中,未來隨著這兩個技術的發(fā)展,我想室內(nèi)的位置服務會有一個非常巨大的快速發(fā)展。
現(xiàn)在大家知道的智能手機的發(fā)展是非常快,也給室內(nèi)定位帶來了一些非常好的希望,現(xiàn)在大家知道傳感器技術,特別是小型化和可移動,為我們室內(nèi)的測圖又帶來了非常好的機遇,這兩個技術的發(fā)展為我們未來室內(nèi)的位置服務產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了很好的一個技術基礎,在可以預計的未來我們覺得室內(nèi)的位置服務產(chǎn)業(yè)會有一個非常大的跨越。在室內(nèi)定位技術方面,和室外定位非常不一樣,目前沒有一個技術可以壟斷或者占主導地位,有各種各樣的定位方法,這里提到wifi定位,主要是建立室內(nèi)場景wifi指紋,建立這個指紋以后就可以當智能手機走到室內(nèi)特定位置,和已有的指紋進行匹配,就能夠確定自己的位置,這是我們做的一些試驗。
地磁定位也是一樣的,可以在不同的地方把地磁的強度測好,可以做定位。藍牙定位是蘋果公司2013年發(fā)布的,現(xiàn)在也是在很多場合進行應用,它主要用的是時間,它是信號強度,實際上是距離定位的概念。慣導系統(tǒng),加速和角度,這個方法最大的問題就是累積誤差非常嚴重,特別是在室內(nèi)環(huán)境下,我們現(xiàn)在在做的工作是結(jié)合慣導和其他一些傳感器進行行人的航位推算,通過身上帶的手機記錄你在行走過程中的一些信息,手機上面各種傳感器的信息,剛才講的加速器、氣壓器、脫落等等結(jié)合起來,根據(jù)這個布態(tài)可以進行行人航位推算,現(xiàn)在做的已經(jīng)非常精確,我們在這方面做了很多研究工作。
最近大家知道比較火的是視覺定位,還是計算機的圖象處理和分析能力,以及互聯(lián)網(wǎng)快速的應用,實際上未來的視覺定位可能也是非常重要的一個定位方法,剛才曹老師也提到。
在很多場合用的超寬帶UWB定位,可以達到厘米級的定位,這個是非常有用的,放一下那個視頻,是我們在學校做的試驗,在大廳里面建了很多UWB,可以用無人機進行操控,就可以實現(xiàn)定位。
這個是無源定位技術,類似于雷達探測技術,雷達探測必須建立一個場景,這個目標在移動的時候就可以看到這個目標的位置,這也是很多現(xiàn)在在做試驗的定位。
我們主要做的是結(jié)合UWB,另外結(jié)合行為序列的定位,我們認為人的行為包含了豐富的場景和語義信息,包含了很多特定的位置,比如上樓梯、下樓梯、轉(zhuǎn)彎等等,如果我們把它和室內(nèi)的地圖結(jié)合起來,實際上我們就可以高精度的確定你在一個室內(nèi)空間的位置,這個精度實際上是非常高的。
我們也研究了基于智能手機對你行為的識別,你把手機打開,現(xiàn)在智能手機記錄下來的信息基本上可以把你運動的各種行為能夠比較準確的識別出來,包括剛才講的各種各樣的姿態(tài)都可以識別出來。
這個識別出來以后就可以進行分析,這里面有的地方是坐電梯,有的地方是上樓梯,有的地方是在轉(zhuǎn)彎等等,把這些信息結(jié)合出來以后就可以和室內(nèi)地圖進行匹配,我們就能夠準確的確定你的位置。
下面我想介紹一下室內(nèi)測圖,要想進行位置服務,除了有室內(nèi)定位技術以外,還要有室內(nèi)測圖技術,這個也是現(xiàn)在我們做的一些研究,室內(nèi)測圖實際上也有它的困難,比如說怎么樣高效自動化,怎么樣提高精度,一個是精度,一個是效率的問題。
目前相關的傳感器也發(fā)展很快,大家可以看到,我們也做了很多類似于機器人平臺或者手持平臺的一些設備,這些設備可以馬上來進行室內(nèi)測圖。這個是我們做的一些機器人,這個機器人上裝上傳感器,就可以在室內(nèi)自主行走,下面放一下視頻,這是我們做的一個測圖四輪機器人,它可以原地轉(zhuǎn)彎,我們裝傳感器、激光掃描儀以后,就可以進行室內(nèi)場景的采集。
這個是我們做的一些測圖效果,我們同時能夠把室內(nèi)室外的結(jié)合起來,進行快速的采集和建模。這也是一樣的,室內(nèi)室外的一些結(jié)果。我們目前能夠做到的精度還是比較高的,平面精度達到三個厘米,高層精度兩個厘米,我們利用室內(nèi)傳感器進行室內(nèi)測圖的一些過程,這是一個學生戴著傳感器在室內(nèi)行走,不同的樓層之間他在行走,采集數(shù)據(jù),最后我們能夠通過一些技術很快的形成室內(nèi)三維的場景,綠顏色是他行走的軌跡,通過這個我們可以看到這就是三維的室內(nèi)結(jié)構(gòu)圖,它的效率還是挺高的。
我們還在研究室內(nèi)協(xié)同測圖,因為一個人測圖是很慢的,我們希望能夠像掃地機器人一樣十個機器人同時在這個大樓里面進行掃地,就會很快,通過協(xié)同測圖的辦法,現(xiàn)在這是兩個機器人同時在進行室內(nèi)場景的測圖,我們希望它既合作又不沖突,同時兩個機器人的數(shù)據(jù)很快的可以進行處理,完了以后就可以處理出這個場景,當然這是加快了的,我們提出來協(xié)同測圖的概念。
現(xiàn)在有很多智能手機,大家都知道眾包的概念也是非常先進,未來眾包可能也是室內(nèi)測圖,特別是二維測圖一個很重要的方法,未來包括二維測圖,三維也可能用到眾包,每個人把你的手機打開,貢獻你的軌跡,就可以把室內(nèi)的TOP圖構(gòu)建出來,很快的建立室內(nèi)三維真實紋理的場景,這個也是我們做的一些工作。
這個就是不同的軌跡,你看把它貢獻出來以后我們經(jīng)過一些處理,就能夠變成一個室內(nèi)的地圖。還可以通過剛才講的手機,可以識別很多文字POI,可以對室內(nèi)場景進行標注,這也是我們做的一些研究。發(fā)了一些文章,申請了一些專利,承擔了一些項目,學校都干這些事。
我們有一些應用的例子,實際上基于室內(nèi)定位和室內(nèi)地圖的位置應用是在不斷地發(fā)展過程中,而且這種應用可以無限的想象和拓展,所以我們也做了這方面的應用,我們用到了一些技術,結(jié)合不同的應用系統(tǒng)我們來設計不同的應用系統(tǒng),這是我們在商場里做的一些導航演示,這里面可以看到我們在商場里用wifi測試、藍牙,這是我們在深圳機場做的一些演示,下面這個小紅點就是手持手機的學生在機場里走的,上面是他拍的一個視頻,從這個紅點就可以看到他在機場定位的位置,我們這里沒有用任何其他的輔助定位設備,就是用手機,用機場現(xiàn)有的信息我們就可以來進行定位。
這個是我們做的一個應用,很有意思,在地鐵站里面實時感知客流分布,分析客流的分布規(guī)律,預計客流的擁擠,同時探測可移的移動對象,這個是非常有意思的,是我們一個學生在做這方面的工作,而且我們馬上要用到深圳地鐵和深圳北站,這是為公安部門做的,因為地鐵站擁擠以后容易引起踩踏,有人在地鐵站悠蕩有可能是小偷或者恐怖分子,我們用這套系統(tǒng)可以定位群體的規(guī)律進行探測,同時對有特別行為的人進行探測,有個人在那晃來晃去,也不上車,也不出去,要不就準備自殺,大家在地鐵上不要在那里閑逛,趕緊走。
這是另外一個應用,巡管人員實時定位,有一個專用APP來支持,對警務人員、安全人員的管理和考核,也是在地鐵里面,前面講的是對大眾客流的應用,后面是對專業(yè)人員的管理。
這是對裝貨小車的定位和小車交接的自動管理,主要是指的室內(nèi),再一個工廠區(qū)、倉庫里面,有很多小車,我們用這種方法可以對它進行定位,精度可以做到3-5米,可以自動管理,自動行駛,室內(nèi)運貨小車的自主駕駛,這個馬上在中興通訊的倉庫里面用。這是藍牙定位,訪客管理和員工,每個人掛這個牌子,你到了不該進去的房子,看了不該看的東西,老板就要走你,訪客限制他在一定的范圍內(nèi)活動等等,這是我們做的工作。
地下停車場,大家知道深圳地下停車場非常糟糕,找不到,其實也是利用藍牙和APP結(jié)合,現(xiàn)在的定位精度整合車位狀態(tài),不僅做到停車,還回頭來找,怎么進去怎么出來、預約停車位這些都能夠?qū)崿F(xiàn),這個實際上是非常有意義的,特別是在大型城市里面現(xiàn)在非常頭疼,在廣州白云機場的停車場改造里面會用到這個,不僅白云機場,其他機場也在做。
可疑人員識別和重點監(jiān)控,對你的軌跡進行分析,你是不是一個正常的軌跡,上班人員就是正常的軌跡,小偷就不是正常的軌跡,老在公交車上來回倒騰,那可能就是一個小偷,同時結(jié)合人臉識別等等,我們抓嫌犯、逃犯、恐怖分子都可以。
最后簡單的有一個總結(jié),這是我個人的一個體會,我覺得未來基于智能手機的室內(nèi)定位技術會非??斓倪M入到實際應用過程中,在很多大眾場合不需要再增加任何輔助設備,僅就智能終端已經(jīng)滿足未來的定位需要。另外,室內(nèi)地圖也會很快實現(xiàn)自動化,未來我覺得隨著機器學習、人工智能,特別是互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展,機器學習、人工智能、互聯(lián)網(wǎng)技術會為室內(nèi)定位和室內(nèi)建圖,乃至未來的位置服務提供非常好的技術支撐,也就是下一代位置服務的產(chǎn)業(yè)發(fā)展一定是借助這幾個技術的發(fā)展,未來我個人覺得會發(fā)展的很快,這樣一個快速發(fā)展也會推動相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,所以我們覺得在可預見的未來室內(nèi)定位技術、室內(nèi)測圖技術以及基于互聯(lián)網(wǎng)、人工智能和大數(shù)據(jù)的支撐下位置服務的產(chǎn)業(yè),我相信會進入一個快速發(fā)展的通道,也給我們帶來了非常多的機會,也預祝未來各位同行在這個領域里面能夠取得自己的成功,謝謝大家,我的匯報到這里。
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