混合室內定位技術克服動態(tài)環(huán)境挑戰(zhàn)

在室內環(huán)境下無法使用GPS等定位技術。尤其是在造船廠中更難以定位，這是因為在施工過程中，造船環(huán)境不斷地發(fā)生變化。由德國卡爾斯魯厄理工學院（Karlsruhe Institute of Technology；KIT）及其合作伙伴Meyer Werft與Vomatec Innovations共同開發(fā)的定位系統(tǒng)，能夠在室內動態(tài)的環(huán)境下進行人員定位。

相較于具有固定產線的汽車產業(yè)，船舶采用「建構模塊」的原則進行制造。組裝多個小單元創(chuàng)造出更大的單元。一部份已能行進的單元再配備線纜和管道，最后組裝至更大的區(qū)段（section）。每十個區(qū)段形成一個模塊，并進一步裝配后運送至船舶裝配廠。例如，一艘游輪大約由90個這樣的模塊組成。

「在這種環(huán)境下，人員的定位和及時傳送安全相關訊息極其困難」，KIT信息處理技術研究所所長Wilhelm Stork解釋。例如，目前要偵測并傳送有關的安全威脅與風險（例如欄桿脫落、電纜或易燃的建材外露等），都必須以手動方式進行。而在偵測結束后再將信息提供給管理人員，開始決定必須采取必要的措施。

KIT信息處理技術研究所的Frank Hartmann說：「如果要以數(shù)字技術之力管理流程，創(chuàng)新的潛力十分巨大。」KIT信息處理技術研究所Frank Hartmann表示。Hartman已經開發(fā)出一種不僅能更快因應安全風險的解決方案、提高工作案全，同時也有助于優(yōu)化物流以及實時記錄施工進度。

研究人員采取混合途徑打造系統(tǒng)：沿著施工現(xiàn)場的必要基礎設施（如電源），將天線配置于短距離無線電通訊系統(tǒng)中。從測量距離到幾支天線，都可以經由三邊測量來決定。如果無線電接觸到船腹的天線而使訊號減弱，則使用行動終端的動作傳感器與加速傳感器以及航位推算的方式估計位置。

「這使我們能夠以合理的安裝作業(yè)達到足夠的定位精確度，」Hartmann解釋說。

該系統(tǒng)已在Meyer造船廠成功進行測試，同時實現(xiàn)完全數(shù)字化。安全人員拍攝船舶零件的缺陷、風險或施工進度，并用合作伙伴Vomatec開發(fā)的App在手機上記錄工作流程。該系統(tǒng)可同時擷取定位信息，并連接到所需的工作流程中。透過行動無線電或WLAN實時傳送信息封包，并傳送至服務器成為必須立刻進行處理的「事件」（event）。

在Meyer Werft的造船廠中，Hartman在建造中的游輪約1，200平方英呎的區(qū)域，展開各種不同的應用情景。除了造船業(yè)，土木工程或建造飛機也是未來可能的應用領域。

哈特曼已經在其Meyer Werft造船廠開展了各種應用場景。除造船業(yè)外，土木工程或的施工也是其他可能的應用領域。

這項研究是德國聯(lián)邦政府資助之「SchiV 3.0計劃」的一部份。除了KIT，合作伙伴還包括Meyer Werft、Co. KG以及Vomatec Innovations 等公司。

作者：Susan Hong

（參考原文：Indoor positioning for dynamic environments，by Christoph Hammerschmidt）