室內(nèi)定位 突破LBS“最后一公里”

張?zhí)m蘭

隨著更多新型移動設(shè)備比如手機、平板電腦、可穿戴設(shè)備等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的性能飛速增長和基于位置感知的應(yīng)用的激增，基于位置服務(wù)（LBS）發(fā)揮了越來越重要的作用。在室內(nèi)和室外的環(huán)境下，連續(xù)地可靠地提供位置信息可以為用戶帶來更好的用戶體驗。

墨軌跡是一家提供室內(nèi)位置服務(wù)的云服務(wù)平臺商，以室內(nèi)定位為切入口，在綜合使用現(xiàn)有各類室內(nèi)定位算法的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新地加入人工智能、機器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)挖掘算法，提供高質(zhì)量、高穩(wěn)定性、高精度、低成本的室內(nèi)定位整套服務(wù)，并通過云服務(wù)的方式交付給客戶。

室內(nèi)定位的剛需和挑戰(zhàn)

首先，室內(nèi)定位其實就是最后一公里的解決方案，對室外定位的延伸，使得我們可以在室內(nèi)GPS等現(xiàn)有定位方案受到強烈干擾的條件下依然可以享受定位的服務(wù)。

室內(nèi)定位在很早以前就已開始進行研究，包括諸如基于AGPS的室內(nèi)位置增強，LED改進光定位（LiFi），AP服務(wù)端的逆向三角定位，信號指紋及其延伸定位，UWB，信號干擾及干涉分析定位，RFID，ZigBee，還有神秘的諸如超聲波技術(shù)、紅外線技術(shù)等。

為什么需要室內(nèi)定位。室內(nèi)位置感知可以支持許多應(yīng)用場景，并且正在改變移動設(shè)備的傳統(tǒng)使用模式。舉一些應(yīng)用的例子，用戶可以尋找特定的餐館或在商店里尋找某個商品，從附近商場里的商戶得到優(yōu)惠信息，在辦公室里找到同事，在機場或火車站找登機口/站臺或其它設(shè)施，在博物館里更有效地了解展品信息和觀看展覽，醫(yī)院確定醫(yī)護人員或醫(yī)療設(shè)備的位置，消防員在起火大廈里的定位等。想像這樣的場景，當(dāng)我們到會議室開會，手機會自動開啟靜音模式，我們逛商場看到一件感興趣的商品還在猶豫時，拍下照片并自動給照片打上位置標(biāo)簽，當(dāng)再次逛街決定要買時手機幫我們導(dǎo)航到該商品的位置。這些都會給我們?nèi)粘５纳詈凸ぷ鳎约霸诰o急情況下帶來方便。再比如商務(wù)展覽，多數(shù)展覽僅提供平面化的區(qū)域呈現(xiàn)服務(wù)，參會者需要準(zhǔn)備大量的商務(wù)名片，通過詢問或者宣傳冊來查找對口的展區(qū)，費時費力。墨軌跡可以提供展覽館室內(nèi)展區(qū)定位導(dǎo)航服務(wù)、展區(qū)商務(wù)智能名片互換服務(wù)、室內(nèi)安全逃生路線導(dǎo)航服務(wù)、訂閱發(fā)布商務(wù)宣傳信息（比如訂閱、宣傳、紅包提醒等）、游覽路線規(guī)劃服務(wù)等。通過這樣的多功能與智能化的應(yīng)用，最大化體現(xiàn)展覽效果，增進供給需求匹配度。

室內(nèi)定位面臨很多獨特的挑戰(zhàn)，比如說室內(nèi)的環(huán)境動態(tài)性很強，可以說是多種多樣，不同的大廈會有不同的室內(nèi)布局；室內(nèi)的環(huán)境更加精細(xì)，由此也需要更高的精度來分辨不同的特征。我們室內(nèi)環(huán)境的這些獨特特征使得現(xiàn)有的很多解決方案是對特定的環(huán)境和應(yīng)用有針對性的解決方案，如果移植到其他環(huán)境和應(yīng)用會受到不同的局限。我們那么實用的室內(nèi)定位解決方案都需要滿足那些要求呢？主要包括精度、覆蓋范圍、可靠性、成本、功耗、可擴展性和響應(yīng)時間。首先，精度和可靠性，現(xiàn)有的單一定位技術(shù)很難滿足不同的精度和環(huán)境動態(tài)特性所帶來的可靠性要求。其次，從提高覆蓋的角度，現(xiàn)有的技術(shù)基本上都依賴定位數(shù)據(jù)庫，而數(shù)據(jù)庫的產(chǎn)生大多依賴人工的現(xiàn)場勘測，這樣帶來的布局和維護成本很高。最后一點，從用戶體驗的角度，要求所采用的定位技術(shù)功耗低，不增加額外成本。

墨軌跡的專業(yè)部署

室內(nèi)定位如何發(fā)展？很簡單，一個是硬件部署方案，另一個是軟件方案。硬件部署精準(zhǔn)度和穩(wěn)定性較好，軟件方案則需要通過算法和機制調(diào)節(jié)。據(jù)了解，墨軌跡在初創(chuàng)時期由于資金限制，無法依賴硬件發(fā)展，所以做了一套可以兼容市面上各種信號的算法，整合了可觀測的無線信號。其實各家都能獲取這些數(shù)據(jù)源，關(guān)鍵是能不能利用好。現(xiàn)在做室內(nèi)定位，要獲得室內(nèi)的信息位置，需要有一個人做信息采集。傳統(tǒng)的方式是推一個信息采集車，而墨軌跡則把這個過程簡單化到京東的配送員拿著手機在商場里面散步就可以了。這樣做首先節(jié)約了設(shè)備，其次商場不會排斥這樣的方式，再次這樣的采集方式用兩三個小時即可完成，而原來則需要三到五天。

墨軌跡的優(yōu)勢在于形成定位能力的速度快，這依賴于強大的信息提取能力。墨軌跡的信息采集速度快，通過概率網(wǎng)絡(luò)進行計算。在進行定位的過程中，墨軌跡采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，完成從提取的信息層到給商場提供位置的能力。在獲得了大量用戶位置后，對用戶位置進行梳理和分析，把線上與線下位置關(guān)聯(lián)起來。既有行動軌跡的熱圖，也有在每家店的停留時間，最終轉(zhuǎn)變形成用戶畫像的能力，可以描述用戶的喜好，甚至猜測年齡、性別等。

墨軌跡聯(lián)合創(chuàng)始人沈曉龍介紹說，由于是做技術(shù)出身，最開始想做一整套的解決方案，但是后來發(fā)現(xiàn)室內(nèi)場景有不同區(qū)分，商場是一類、醫(yī)院是一類，而商場里的購物區(qū)和停車場也不一樣，于是就不斷把更多現(xiàn)成的方案引入進來。比如停車場定位，已經(jīng)有二維碼、藍(lán)牙、Wi-Fi等解決方案，墨軌跡在補足自己技術(shù)能力的同時，擁抱了多種現(xiàn)在市面上的解決方案，形成了一個均衡的解決方案。之前的室內(nèi)定位公司，有的比較偏重信號處理能力，還有的側(cè)重對室內(nèi)場景的理解，而墨軌跡更偏重用機器學(xué)習(xí)的方式實現(xiàn)室內(nèi)定位，這需要非常強的學(xué)科交叉能力。沈曉龍介紹說，墨軌跡不像之前很多傳統(tǒng)室內(nèi)定位方式，通過一個一個信息點去查找，而是通過建模復(fù)原所有的Wi-Fi信號，而且也不只做單一信號源，而是利用Wi-Fi、藍(lán)牙、電磁場、GPS甚至手機指南針的六軸傳感器等多種信號源。對于機器學(xué)習(xí)來說，需要盡可能增加數(shù)據(jù)的來源，所以墨軌跡盡可能用手機上所有信號源，從而保證墨軌跡服務(wù)的持續(xù)、穩(wěn)定、高精度。

墨軌跡的部署成本低，這也就意味著可以覆蓋到全國更多的地方，有能力在更大范圍內(nèi)跟蹤消費者的軌跡。平均測下來，墨軌跡的室內(nèi)導(dǎo)航精度85%以上在誤差五米之內(nèi)。至于盲區(qū)的處理，墨軌跡則在沒有信號的地方布上Beacon，彌補了室內(nèi)信號的不足。沈曉龍說：“現(xiàn)在，我們在中國大陸地區(qū)總共覆蓋了749座建筑，包括購物中心、工業(yè)園區(qū)、高校、寫字樓等。17000個測試點，測試數(shù)據(jù)大概是3.7m，我們用更低的成本達到了這個需求。通過眾包更新系統(tǒng)，使得它的維護周期從三到四個月變成了一年兩個月，我們只有一年兩個月的數(shù)據(jù)，它現(xiàn)在還在優(yōu)雅地工作著。”