及刻CTO苏醒:场景识别技术引领室内定位发展新机遇

发表时间:2022-04-06 12:07

室内定位

将是全社会数字化转型的重要基石


“据国际知名的市场调查与咨询公司Market&Markets的调查数据显示,近几年,室内定位的全球市场以42.0%的年复合成长率增长,市场规模从2017年的约70亿美元扩大到2021年的约400亿美元,并且持续保持高速增长。调查指出,特别是以苹果、安卓手机为代表的手机企业将高精度定位系统引入室内定位导航,原本室内定位TO B的商业模式将快速过渡到TO C的市场,这必将引起市场新一轮的快速增长。”  

——摘自《中国测绘》2022年第2期


随着城市建设的发展,室内空间持续扩大,人们的活动多数在室内场景进行,对室内定位服务的潜在需求在不断增强。智能时代的到来也对室内的场景服务提出了新的要求,人们在商场、地铁站、机场等室内空间中需要基于精准时空位置的智能服务。在国家推进数字经济发展背景下,工业建设、智慧城市建设更是催化了室内定位的刚性需求。

中国电子科技集团首席科学家、卫星导航系统与装备技术国家重点实验室主任蔚保国认为,泛在、精准、连续、智能的室内导航定位将是全社会数字化转型的重要基石,必将推动工业制造2025、数字孪生、智慧城市的快速发展


室内定位之“痛”

在高精度、低成本、低功耗的普适性解决方案

区别于室外开阔空间,室内定位技术面临着更复杂的环境信息。复杂多变的室内环境带来的无线信号覆盖问题、精准测量问题、环境感知问题、地图更新问题等均是室内定位的难点所在。

室内与室外无缝连续高精度服务则是从室外走向室内的另一难点,这既需要室外和室内导航定位资源的体系化延续,又需要用户终端层面具有云端协同的智能化自适应导航定位技术来保障。

从理论上来说,要实现在室内进行定位,需要有信号放射端和信号接收端,根据和信号之间的强弱关系、发射时间计算出信号接收端的大概距离、方位角等信息。

按照信号发射端的方案不同,目前主流民用室内定位的技术有蓝牙定位机制、WiFi定位机制、地磁/惯导定位机制,此外还有在工业化领域应用多年的超宽带定位机制和比较新颖的声波定位机制等多种体系,而信号接收终端有手环、手机、小型移动设备等所有可以搭载信号接收模块的便携式设备。


室内定位有一个不可能三角理论,就是任何一种定位方案无法同时具备高精度、低成本和低功耗,必须要做取舍。没有一种完美的、统一的技术方案,来解决不同应用场景下对于定位精度、成本、功耗、易用性、可靠性等因素的综合要求。不同方案需要不同程度的信标设备布设和环境信号数据采集,而环境信号数据又存在有效期问题,这些都是难以逾越的成本障碍,尚无一种室内定位技术能够与室外GNSS技术相媲美。

定位方案的不可能三角


软件方案搭载智能设备

为行业发展带来新机遇

智能手机是全球最为庞大的移动用户位置终端,如何利用终端手机的信号接收和传感器实现泛在、高精度、低功耗等几个条件之间寻求最佳平衡的室内定位方案是影响室内位置服务大规模推广的重要因素。

对于特定的应用场景,比如学校、工业园、医院,特定的室内定位方案和对应的硬件设备进行搭配,可以满足这些不同使用场景下的定制化需求;而对于大众用户,则以智能手机为室内定位的终端载体,辅以技术成熟的软件解决方案嵌入智能手机,是用户接受度最佳的泛用做法。除了大规模室内定位设备基建和室内地图行业的支撑,智能硬件、软件解决方案等支撑也是室内定位技术的进一步发展和应用的关键之一。

及刻-智能场景识别技术方案

以智能终端为载体的可行实践

及刻自研的智能场景识别技术区别于传统定位方案从不可能三角的高精度出发整个方案在设计之初就以不可能三角中的低功耗为出发点着力解决低功耗的问题然后尽可能平衡精准度和成本问题如果低功耗的问题解决不了就无法成为场景服务这个范在能力的底层基础支撑能力

方案通过融合多种室内环境信号,如iBeacon、普通蓝牙、WiFi、基站、网络定位经纬度在内的环境信号参数,结合陀螺仪、步长仪、加速度仪在内的MEMS传感器,尽可能复用现有环境里的多种信号数据。在手机客户端运用范围状态算法,对多种信号数据滤波和加权后参与计算,结合MEMS传感器提取用户行为特征后判断用户行为状态,是即将进入场景,还是在场景内停留,或是离开场景,进行连续性状态判定。

对于识别结果的校验,会经过服务端应用了深度学习的模型,对识别结果进行范围性校验、时效性校验、真伪性校验等,过滤掉异常情况。从而完成精准、连续的室内场景识别,实现室内场景识别效果。

智能场景识别技术方案,尤其适合搭载在各类型智能终端设备。区别于传统大量应用于地图的室内定位技术,通过高频取样以及和服务器高频通信来完成定位。由于本地计算可以有效控制不同环节的采样频率,做到极低功耗,网络请求因为消耗功耗较大,只发生在本地完成计算后到服务端进行最终校验,故可以将功耗极大降低。甚至可以做到把一部分深度学习模型下发客户端,缓存识别参数数据做到离线识别,将低功耗做到极致。


及刻研发的智能场景识别技术方案,以更少的网络请求和功耗,适配智能终端对室内场景识别功能实现的刚性需求。

该技术由及刻CTO苏醒带领团队自主研发,获得多项国家发明专利认证,可连续、泛在、低功耗地感知终端用户所在的线下场景,即使是复杂的店铺交错的室内空间,也能精准识别用户当前所在场景。同时,整套智能场景识别技术方案依托于用户状态的精准采样和判定,对用户在不同场景间切换做到秒级感知,还能实现即时的服务或应用推荐。


“跳出舒适圈”的创新探索

为行业催生更多可能性


困难常与机遇并存,难题的背后隐含着创造的可能。及刻CTO苏醒在难题中看见了新的机会,他跳出原本的舒适圈辞职创业,和团队一起创造性地提出了智能场景识别服务这一方向开始投入在室内定位上寻找突破口。

“室内外定位技术发展了很多年,但对于定位技术应用场景的探索从未停止,很多公司、很多技术本身很不错但因为方案成本等各种各样问题找不到好的应用场景和商业模式最终胎死腹中,非常可惜。”在经历了初期业务方向不明朗的困惑期后,苏醒最终与团队成功研发了基于位置信息的场景识别解决方案,以创新技术为行业带来更多的可能性。

苏醒带领团队一直坚持技术的创新探索,至今获得多项极有技术含量的新技术发明专利,进一步提升场景感知技术方案的可靠性。

而作为及刻智能场景识别技术的研发总负责人,挑战性思维与探索世界的好奇心是苏醒创新的内驱力。

及刻场景识别技术方案先后成功与华为、荣耀、OPPO、vivo等16家主流手机厂商达成合作,至今已覆盖9亿终端。


场景识别成为智能手机基础技术

1月10日荣耀折叠屏旗舰Magic V发布上,【场景感知】AI能力作为智能手机的重要技术被隆重宣讲。这意味着,AI体验势不可挡,场景识别技术正在成为手机系统的一项基础技术。

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荣耀Magic Live基于业界领先的高精度地理围栏技术,通过全天候场景化感知地理位置,匹配人的位置与时间关系,提供精准的智慧服务。

及刻×荣耀 • 场景识别技术应用

目前,及刻与荣耀已经推出「地铁智能卡片」,将场景识别技术应用到用户生活场景。当用户接近地铁站点,手机即时感应,自动弹出地铁乘车码卡片,无需临时翻找乘车码,不必打断正在运行的手机应用,直接出码进站乘车,出站时点击卡片快速刷码,获得方便快捷的乘车体验。

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本文“室内定位”部分专业内容引用自《中国测绘》2022年第2期文章。


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