室内不仅仅是通常所说的一般建筑物内部,还包括地下矿井、密集的高层建筑区以及树林等内部。室内导航定位技术的发展始于20世纪90年代,相对于室外导航定位技术起步较晚。但是随着人们对于基于位置服务的需求不断增加,室内导航定位得到不断的发展。
常用的室内导航定位技术有:①超声波室内导航定位技术。超声波定位可由固定安装在室内的若干个参考节点和被定位的移动端组成。移动端向室内的参考节点发射超声波信号,参考节点接收到移动端发射的超声波信号后发射超声波信号作为响应,移动端根据发射超声波到接收到参考节点响应回波的时间差计算与参考节点之间的距离,当移动端同时接收到3个或者3个以上且不在同一条直线上的参考节点发射的回波后,通过常用于全球定位系统(global positioning system,GPS)中的三角定位等计算方法就可以计算出移动端当前的位置信息。超声波定位的精度较高,结构简单,但是超声波在定位过程中需要很多的辅助设备,因此成本较高。②红外线室内导航定位技术。首先,在室内安装固定的光学传感器,由红外线发射器发射特定的红外线,光学传感器接收红外线进行定位。红外线室内定位技术定位精度相对较高,但是由于红外线只能直线传播,不能穿过障碍物,当红外线发射器被遮挡物覆盖时,工作就会发生异常,而且红外线传播的距离较短,所以应用红外线技术进行室内定位时需要大量的传感器才能保证各个角度和位置都可以进行定位。另外,红外线容易受到室内灯光的干扰。总体上来说红外线不是一个很好的选择。③蓝牙室内导航定位技术。蓝牙定位需要先在室内安装蓝牙接入设备,将室内做成多个蜂窝,保证每个蓝牙接入设备在自身蜂窝中是主设备,便可以通过蓝牙接入设备获取位置信息。蓝牙是一种无线传输技术,具有传播距离短、功耗低、支持点到点以及点到多点无线互联的特点,因此适用于小范围的定位,如超市和仓库等。理论上,只要用户的设备打开了蓝牙功能,蓝牙定位系统都可以对该设备进行定位。但是蓝牙接入设备昂贵,并且容易受到噪声信号干扰,在一些复杂的室内环境下,蓝牙定位系统的精度不能保证。④射频识别技术。射频识别技术通过射频实现源设备和接收设备的非接触式双向通信,通过获得射频信号的接收信号强度进行定位。射频识别技术的优点在于射频信号的传播距离比较长,传播速度快,可以在很短的时间内获取位置信息,并且射频相关设备价格低廉,可以大范围部署。⑤无线保真(wireless fidelity,Wi-Fi)定位。适用于家居或者办公室短距离内的无线局域网技术。其定位原理是根据定位目标与各Wi-Fi接入点的距离来判断目标的位置,也可以根据事先合成的信号强度图来判断目标的位置。中国很多城市都拥有或者正在建设Wi-Fi网络,系统成本较低,这是Wi-Fi定位的一大优势。但是,其缺点也较明显,比如功耗高,接收和发射器的覆盖区域小,容易受其他信号干扰而影响定位精度。⑥超宽带(ultra wideband,UWB)技术。一种全新的和以往的通信技术有很大差别的通信技术。超宽带技术不使用传统通信技术中的载波来传输信号,而是通过频率很低(纳秒级或者纳秒级以下)的极窄脉冲来传播信号,与传统通信技术相比,超宽带可以具有吉赫量级的带宽,并且具有低功耗、抗多路径效应、穿透力强、系统简易、高安全性和精度高等优点。⑦蜂舞协议(ZigBee)技术。一种短距离、低功耗的无线通信技术,在定位时通过传感器进行通信,将数据通过接力的方式从一个传感器传到另一个传感器从而实现定位的功能。