定位精度對應用程序真正意味著什么?

從移動營銷到資產跟蹤，位置一直是影響消費者和企業(yè)大量應用的巨大推動力。GPS是一個早期的例子，說明了智能手機和定位技術的結合將如何改變消費者和商用車輛在道路上行駛的方式。司機們的期望值很低，并且假設在任何長途的行程中，甚至在停車場的混凝土叢林中，當來自定位衛(wèi)星的信號惡化，智能手機或其他終端失去軌道時，全球定位系統(tǒng)將會重新計算幾次。全球定位系統(tǒng)是準確的，并且在大多數(shù)情況下對于一般民用場所使用來說“足夠準確”。

多年來，隨著基于位置的服務、機器對機器通信和物聯(lián)網(wǎng)開始需要定位功能，新技術開始進入市場，并主要從室外開始，然后擴展到各種行業(yè)的室內資產跟蹤用例。無線網(wǎng)絡、RFID、藍牙信標和其他技術應運而生，具備滿足這一需求的基本能力，實質上是分析接收信號強度 (RSSI) 的能力。問題是什么?這些技術不是專門為定位而構建的，更不用說新興應用程序所需的實時性，從而限制了它們的有效性和精確性。不過，在大多數(shù)情況下，它們是“足夠精確的”，對于所使用它們的應用程序的需求具有“可容忍的延遲”。

然而，在過去的幾年里，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展及其在非工業(yè)B2B市場的出現(xiàn)改變了人們對定位精度要求的看法。在整個企業(yè)效率的推動下，研究組開始設想一系列可以使用物聯(lián)網(wǎng)的應用程序，例如通過ID徽章上的嵌入式傳感器跟蹤較小物品甚至人員，目的是與環(huán)境互動。實際上，對于每種類型的環(huán)境，都有幾個用例開始出現(xiàn)，甚至在同一領域有不同的競爭對手。與此同時，大量技術的巨大進步以實時定位系統(tǒng)(RTLS)的形式出現(xiàn)，以提供亞米級的定位能力。甚至在最近，該行業(yè)對于新興尖端應用的定位已經超過厘米級——在某些情況下甚至更小。

但物聯(lián)網(wǎng)和其他應用需要厘米級定位嗎?首先，我們來看看定位精度對應用程序真正意味著什么。

了解精確度

RTLS意義上的精確度可以定義為精度和延遲的組合。高精度是指RTLS系統(tǒng)在跟蹤移動目標時，能夠實現(xiàn)從亞米(小于1米)到厘米級的精度，同時仍能實時執(zhí)行跟著，而且延遲時間小于一秒。然而，無論采用何種技術，以低延遲實現(xiàn)精確性都需要付出代價。通常，通過用設備覆蓋感興趣的區(qū)域并創(chuàng)建數(shù)據(jù)冗余來解決高精度實時跟蹤，這會導致初始系統(tǒng)成本的增加，并且在某些情況下，還會增加總體擁有成本。

延遲是RTLS精度的另一個因素。并非每個應用程序都需要實時定位功能，例如，慢速移動的重型設備可能需要間隔數(shù)分鐘的位置數(shù)據(jù)——10噸重的物體在沒有起重機的情況下不會移動——而在跟蹤運動員時，超過300毫秒的延遲對于增強現(xiàn)實應用來說是不夠的。

在當今大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)應用中，厘米級精度和實時跟蹤都不是關鍵要求。例如：

▲在倉庫中定位叉車：幾米內的精度是可以接受的，幾秒鐘內而不是實時接收位置也是可以接受的。▲在造船廠定位集裝箱：精度在幾米以內是可以接受的，一分鐘內接收位置信息也是可以接受的?！谟吞镏車苿哟笮驮O備：這種應用可能需要間隔幾分鐘的位置數(shù)據(jù)，幾米內的位置信息通常是可以接受的。

然而，有一些新興應用需要高精度跟蹤，這些可能包括或不包括對實時能力的要求。需要高精度的應用實例包括：

▲競技運動分析：跟蹤運動員或物體的運動，如在競技場上滑行的冰球。這需要實時跟蹤到幾厘米，因為運動員和設備總是在運動，并且彼此之間的相對位置對于描述游戲動態(tài)和特定事件至關重要?！悄芙ㄖ哼@可能與優(yōu)化醫(yī)院的工作流程有關，同時通過模擬現(xiàn)實世界邏輯的規(guī)則引擎對周圍環(huán)境進行數(shù)字化處理;與家庭自動化系統(tǒng)的交互;或導出計算上下文信息的指標。例如，當有人進入會議室時打開燈，或者分析超市中購物者的行走路徑，從而獲得停留時間度量和產品交互?！I(yè)環(huán)境中的員工安全：在倉庫中使用的應用程序中，工人和自動設備從一個地方快速移動到另一個地方，確定位置可能需要更高精度的實時跟蹤，例如，在叉車和工人之間避免碰撞的情況下。▲安全和監(jiān)控：這適用于任何需要高可靠性數(shù)據(jù)和一致性的關鍵任務場景，即用于監(jiān)視和訪問控制。

最后，標準差的百分位數(shù)——也以累積分布函數(shù)為特征——是定位精確度的另一個關鍵因素。

如果說一個位置實時性很高，就意味著它需要始終滿足高精度定位和低延遲的標準——例如，90%的時間都小于1米。

總結

定位人員或物品所需的精確度取決于應用本身的具體要求和它所支持的業(yè)務需求。看看上面的例子，很明顯，在某些情況下，某些應用程序需要比其他應用程序更精確、更低延遲的定位功能。研究組將根據(jù)他們正在開發(fā)的特定應用來確定他們對實時定位的要求，精確度的提高將繼續(xù)為大量新應用打開大門。

需要注意的是，當研究組在確定他們今天的需求時，他們還需要考慮未來的應用程序，這些應用程序在出現(xiàn)時將需要什么樣的精確度以及以什么樣的規(guī)模出現(xiàn)。這是降低成本、提高盈利能力和確保長期投資的一個關鍵因素。利用一個可以根據(jù)業(yè)務需求輕松擴展和整合這些新需求的RTLS是至關重要的。這就要求實施非常靈活的RTLS技術，在這種技術中，系統(tǒng)可以配置為跨國界運行，并具有從低到高的精度。這使得它適用于廣泛的應用，包括安全和可靠的工作流管理，以及隨著需求的出現(xiàn)而向增強現(xiàn)實或虛擬現(xiàn)實應用程序推進。

始終如一地實時確定一個人或物體的精確位置是復雜的，而且跟蹤靜態(tài)物體通常比跟蹤移動物體更加困難。沒有一個“銀彈”能夠完美地解決所有用例。研究組必須權衡其特定需求與系統(tǒng)成本(考慮初始投資和總擁有成本)，以實現(xiàn)其目標定位能力，從而實現(xiàn)滿足其業(yè)務目標的投資回報。