6年市場翻近6倍,5G攪得動室內定位這400多億美元的風云嗎?
位置服務古往今來一直是人類生活領域最重要的服務之一,比如古時人們刻畫記號來記錄位置信息,避免在山野叢林中迷失方向;15世紀至17世紀的大航海時代,人們通過航海圖和星象圖來確定位置;如今我們通過衛(wèi)星、基站等技術手段定位,保證我們的行車導航、交通管理、路線規(guī)劃等等應用……
隨著技術和科技的發(fā)展,這些定位手段在精度、可用性等方面均取得了質的飛躍。然而按照場景不同的劃分,上述內容皆是用于較大的室外定位場景,而與之相對的室內定位則發(fā)展截然不同,正處于“百家爭鳴”、技術爆發(fā)的階段,尤其近年隨著UWB、Wi-Fi以及5G等通信技術的廣泛應用,使得室內定位場景的需求發(fā)生井噴,市場也隨之水漲船高。
室內定位井噴,挑戰(zhàn)接踵而至
室內定位市場即通過技術手段獲知人們和物品在室內所處的實時位置或者行動軌跡。近年來,隨著無所不在的基于位置的服務被應用,位置服務的相關內容也從室外走向了室內,其主要的推動力則是室內位置服務所能帶來的巨大的應用和商業(yè)潛能。
人們生產(chǎn)生活中的大多數(shù)時間都發(fā)生在室內場景當中,諾基亞提供的數(shù)據(jù)顯示,人們通常有87%到90%的時間是在室內度過的,這導致大量的室內定位場景應用也接踵而至,諸如停車場尋車、敏感區(qū)域訪客接待、倉儲托盤、文物展示、生產(chǎn)設備追蹤等。
比如在大型商場中,商戶或商場管理者可以通過室內定位技術獲知哪些地方人流量最大,客人們通常會選擇哪些行動路線等,進而更科學的布置柜臺或者選擇舉辦促銷活動的地點。
再比如,現(xiàn)今人們雖然早已習慣了導航,但是實際上如今的導航應用并未能充分滿足人們想要實現(xiàn)精度導航的需求,以我們最常使用的某德APP為例,當使用者精準的選擇某一室內位置時,其通常只能提供一個戶外地址,這也可以稱之為導航最后的盲區(qū)。
不過從室外定位到室內定位,由于室內的環(huán)境動態(tài)性很強,其還面臨諸多挑戰(zhàn)。就技術角度而言,主要包括定位精度、覆蓋范圍、可靠性、成本、功耗、可擴展性和響應時間幾個方面。
第一,就精度而言,不同類型的應用對于精度的要求大有不同,比如超市或倉庫管理中,可能需要亞米級的定位精度迅速鎖定物品;而在商場或者購物中心中,尋找一個特定的品牌店則需要5米甚至10米的精度即可。
第二,就覆蓋范圍而言,一項技術或解決方案覆蓋范圍多大,也決定了這項技術所支持應用的不同,比如Wi-Fi定位,需要特定的設備或終端,其相應的覆蓋范圍也會有所限制。
第三,就可靠性而言,室內環(huán)境有著比外部環(huán)境更強的動態(tài)性,會不時發(fā)生變化,比如商場的設置和隔斷會經(jīng)常發(fā)生變化,另外定位所依賴的基礎設施也會經(jīng)常發(fā)生變化。
第四,就成本而言,成本無論何時幾乎都是掣肘一個應用、一個產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關鍵,其不僅包括產(chǎn)品本身的軟硬件成本,也包括布局和維護定位所需的成本。
第五,就功耗而言,功耗是導致用戶成本提升的一個關鍵因素,特別是使用電池的移動設備,如果功耗較大,會嚴重限制和影響用戶的使用體驗。
第六,就可擴展性而言,可擴展性指一個解決方案擴展到更大覆蓋范圍使用的能力,和方便地移植到不同的環(huán)境和應用的能力。
第七,就響應時間而言,系統(tǒng)給出一個位置更新所需的時間是響應時間,不同應用場景對于響應時間的需求亦不相同,比如移動用戶和導航應用需要更快的位置更新,而靜態(tài)的資產(chǎn)定位則不需要。
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機遇雨露均沾,市場爭奪白熱
物聯(lián)網(wǎng)時代給了位置服務進一步發(fā)展的空間和潛力,物聯(lián)網(wǎng)通俗來看就是數(shù)據(jù)變現(xiàn)的過程,基于數(shù)據(jù)進行業(yè)務的商業(yè)模式轉型和拓展已經(jīng)成為趨勢,這讓室內定位發(fā)展迎來了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關鍵時期。
根據(jù)Marke&Markets的調查數(shù)據(jù)顯示,室內定位的全球市場將以42%的年復合增長率發(fā)展,預計從2017年到2022年,其市場規(guī)模將從71.1億美元增長至409.9億美元。這也促使了市場上各種室內定位技術百花齊放的局面形成。
目前,根據(jù)不同的定位精度,主流的部分室內定位技術包括UWB、Wi-Fi、藍牙等,同時5G的殺入也使得這一領域更加豐富。
1.超寬帶(UWB)技術
超寬帶(UWB)定位技術是目前市場規(guī)模最大,也是最為成熟的室內定位技術,其特點包括數(shù)據(jù)帶寬大、定位精度高(亞米級,0.1m-0.5m)、安全抗干擾等,不過其劣勢也十分明顯,其建設成本高于RFID、藍牙等技術,難以在大范圍內進行室內覆蓋。
2.Wi-Fi定位技術
Wi-Fi定位技術是目前應用較多、相對成熟的定位技術。Wi-Fi定位技術已經(jīng)普及,不需要專門的設備用于定位,用戶使用智能手機時開啟Wi-Fi即可成為數(shù)據(jù)源,因其便于擴展、可自動更新數(shù)據(jù)、成本低等優(yōu)勢,因此最先實現(xiàn)規(guī)?;?。不過Wi-Fi定位技術精度只有2米左右,無法應用于更加精準的場景。
3.藍牙定位技術
藍牙定位方案可分為兩類,一類為成熟的iBeacon方案,另一類為新興的AoA方案,前者定位精度在2米到3米左右,后者則可以達到亞米級。同樣的,與Wi-Fi技術類似,藍牙定位技術易于普及,且功耗和成本較低。
除了以上主流的室內定位技術之外,還有如RFID、紅外技術、超聲波技術、慣性導航、地磁定位、視覺定位等等,不過更重要的是2019年宣布5G商用以來,基于5G的定位憑借自身優(yōu)勢更加吸引到業(yè)界的強烈關注。
5G殺入亂局,攪動風云變幻
5G擁有大帶寬、低時延高可靠和海量連接三大技術特性,因而被物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)界所廣泛關注,而5G定位正是其中一個重要的性能指標。
5G定位是5G移動網(wǎng)絡通過測量無線信號來確定UE地理位置信息的技術,它的優(yōu)勢十分明顯,即可以真正做到用戶隨時、隨地無差別地獲得基于定位信息的地理信息服務,滿足無線世界中“何人、何事、何時、何地”的確定位置的要求。
根據(jù)中國移動和華為連接發(fā)布的《5G定位能力開放產(chǎn)業(yè)白皮書》概括,從5G定位原理的角度來看,5G定位技術大致可以分為三種類型:基于三角關系和運算的定位技術、基于場景分析的定位技術和基于臨近關系的定位技術。
首先是基于三角關系的定位技術。它根據(jù)測量得出的數(shù)據(jù),利用幾何三角或雙曲線關系計算被測物體的位置,是最主要也是應用最為廣泛的一種定位技術。
其次是基于場景分析的定位技術。這種定位技術對定位的特定環(huán)境進行抽象和形式化,用一些具體的、量化的參數(shù)描述定位環(huán)境中的各個位置,并用一個數(shù)據(jù)庫把這些信息集成在一起。業(yè)界習慣將上述形式化和量化后的位置特征信息形象地稱為信號“指紋”,觀察者根據(jù)帶定位物體所在位置的“指紋”特征查詢數(shù)據(jù)庫,并根據(jù)特定的匹配規(guī)則確定物體的位置。
最后是基于臨近關系的定位技術。根據(jù)待定位物體與一個或多個已知位置參考點的臨近關系來定位。這種定位技術通常需要標識系統(tǒng)的輔助,以唯一的標識來確定已知的各個位置。最常見的例子是移動蜂窩通信網(wǎng)絡中的Cell ID。
基于5G高精度定位技術與垂直行業(yè)的深度融合,可以實現(xiàn)不同領域的業(yè)務靈活創(chuàng)新,為用戶帶來安全、高效和商業(yè)等方面的價值。
比如近日廣東移動和華為在東莞華為團泊洼廠區(qū)實現(xiàn)了全國首個5G室內定位試商用項目,一網(wǎng)滿足了5G通信和精準定位兩大需求,數(shù)據(jù)顯示,90%的定位結果實現(xiàn)了1米到3米范圍內的精準定位,滿足了廠區(qū)車輛、人員的高精度定位需求,大幅提升了5G全連接工廠的生產(chǎn)效率。
據(jù)介紹,5G室內定位技術的應用,使得工廠人員、貴重測試儀器、生產(chǎn)輔助物料的位置信息準確傳到倉儲系統(tǒng),并關聯(lián)實物信息。在后續(xù)生產(chǎn)過程中,工作人員可在后臺根據(jù)出產(chǎn)、庫存、運輸?shù)葼顩r,隨時發(fā)出調度指令,AGV在1秒內響應,實現(xiàn)目標物料的自動調度,保證出產(chǎn)、倉儲和外調產(chǎn)品的有序流動,物流效率大幅提升。
在標準方面,2020年中凍結的3GPP R16協(xié)議版本首次將定位能力引入到5G網(wǎng)絡標準中,并要求5G定位能力可以達到室內3米以及室外10米的精度,滿足了普通商用場景米級定位的需求。而在明年年中即將凍結的R17標準中,還將進一步把室內定位精準度提升到厘米級,達到20-30厘米左右的定位精度——這對5G使能工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)以及其他千行百業(yè)更加有利。
寫在最后
當然,無論是強大的5G,還是已經(jīng)成熟商用的UWB、Wi-Fi、藍牙等技術,業(yè)界對此產(chǎn)生出另一個觀點,即任何不同的室內定位技術之間并不矛盾,或許未來每種技術都應該在5G時代高度協(xié)同互補,繼而在不同場景下真正實現(xiàn)定位精度的最大化。
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