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精确度对于物联网来说重要吗

2020年01月15日 13:50 次阅读

从移动营销到资产跟踪,位置一直是影响消费者和企业大量应用的巨大推动力。GPS是一个早期的例子,说明了智能手机和定位技术的结合将如何改变消费者和商用车辆在道路上行驶的方式。司机们的期望值很低,并且假设在任何长途的行程中,甚至在停车场的混凝土丛林中,当来自定位卫星的信号恶化,智能手机或其他终端失去轨道时,全球定位系统将会重新计算几次。全球定位系统是准确的,并且在大多数情况下对于一般民用场所使用来说“足够准确”。

多年来,随着基于位置的服务、机器对机器通信和物联网开始需要定位功能,新技术开始进入市场,并主要从室外开始,然后扩展到各种行业的室内资产跟踪用例。无线网络、射频识别、蓝牙信标和其他技术应运而生,具备满足这一需求的基本能力,实质上是分析接收信号强度 (RSSI) 的能力。问题是什么?这些技术不是专门为定位而构建的,更不用说新兴应用程序所需的实时性,从而限制了它们的有效性和精确性。不过,在大多数情况下,它们是“足够精确的”,对于所使用它们的应用程序的需求具有“可容忍的延迟”。

然而,在过去的几年里,物联网的发展及其在非工业B2B市场的出现改变了人们对定位精度要求的看法。在整个企业效率的推动下,组织开始设想一系列可以使用物联网的应用程序,例如通过ID徽章上的嵌入式传感器跟踪较小物品甚至人员,目的是与环境互动。实际上,对于每种类型的环境,都有几个用例开始出现,甚至在同一领域有不同的竞争对手。与此同时,大量技术的巨大进步以实时定位系统(RTLS)的形式出现,以提供亚米级的定位能力。甚至在最近,该行业对于新兴尖端应用的定位已经超过厘米级——在某些情况下甚至更小。

但物联网和其他应用需要厘米级定位吗?首先,我们来看看定位精度对应用程序真正意味着什么。

了解精确度

RTLS意义上的精确度可以定义为精度和延迟的组合。高精度是指RTLS系统在跟踪移动目标时,能够实现从亚米(小于1米)到厘米级的精度,同时仍能实时执行跟着,而且延迟时间小于一秒。然而,无论采用何种技术,以低延迟实现精确性都需要付出代价。通常,通过用设备覆盖感兴趣的区域并创建数据冗余来解决高精度实时跟踪,这会导致初始系统成本的增加,并且在某些情况下,还会增加总体拥有成本。

精确度对于物联网来说重要吗

延迟是RTLS精度的另一个因素。并非每个应用程序都需要实时定位功能,例如,慢速移动的重型设备可能需要间隔数分钟的位置数据——10吨重的物体在没有起重机的情况下不会移动——而在跟踪运动运动员时,超过300毫秒的延迟对于增强现实应用来说是不够的。

在当今大多数物联网应用中,厘米级精度和实时跟踪都不是关键要求。例如:

▲在仓库中定位叉车:几米内的精度是可以接受的,几秒钟内而不是实时接收位置也是可以接受的。

▲在造船厂定位集装箱:精度在几米以内是可以接受的,一分钟内接收位置信息也是可以接受的。

▲在油田周围移动大型设备:这种应用可能需要间隔几分钟的位置数据,几米内的位置信息通常是可以接受的。

然而,有一些新兴应用需要高精度跟踪,这些可能包括或不包括对实时能力的要求。需要高精度的应用实例包括:

▲竞技运动分析:跟踪运动员或物体的运动,如在竞技场上滑行的冰球。这需要实时跟踪到几厘米,因为运动员和设备总是在运动,并且彼此之间的相对位置对于描述游戏动态和特定事件至关重要。

▲智能建筑:这可能与优化医院的工作流程有关,同时通过模拟现实世界逻辑的规则引擎对周围环境进行数字化处理;与家庭自动化系统的交互;或导出计算上下文信息的指标。例如,当有人进入会议室时打开灯,或者分析超市中购物者的行走路径,从而获得停留时间度量和产品交互。

▲工业环境中的员工安全:在仓库中使用的应用程序中,工人和自动设备从一个地方快速移动到另一个地方,确定位置可能需要更高精度的实时跟踪,例如,在叉车和工人之间避免碰撞的情况下。

▲安全和监控:这适用于任何需要高可靠性数据和一致性的关键任务场景,即用于监视和访问控制。

最后,标准差的百分位数——也以累积分布函数为特征——是定位精确度的另一个关键因素。

如果说一个位置实时性很高,就意味着它需要始终满足高精度定位和低延迟的标准——例如,90%的时间都小于1米。

总结

定位人员或物品所需的精确度取决于应用本身的具体要求和它所支持的业务需求。看看上面的例子,很明显,在某些情况下,某些应用程序需要比其他应用程序更精确、更低延迟的定位功能。组织将根据他们正在开发的特定应用来确定他们对实时定位的要求,精确度的提高将继续为大量新应用打开大门。

需要注意的是,当组织在确定他们今天的需求时,他们还需要考虑未来的应用程序,这些应用程序在出现时将需要什么样的精确度以及以什么样的规模出现。这是降低成本、提高盈利能力和确保长期投资的一个关键因素。利用一个可以根据业务需求轻松扩展和整合这些新需求的RTLS是至关重要的。这就要求实施非常灵活的RTLS技术,在这种技术中,系统可以配置为跨国界运行,并具有从低到高的精度。这使得它适用于广泛的应用,包括安全和可靠的工作流管理,以及随着需求的出现而向增强现实或虚拟现实应用程序推进。

始终如一地实时确定一个人或物体的精确位置是复杂的,而且跟踪静态物体通常比跟踪移动物体更加困难。没有一个“银弹”能够完美地解决所有用例。组织必须权衡其特定需求与系统成本(考虑初始投资和总拥有成本),以实现其目标定位能力,从而实现满足其业务目标的投资回报。

责任编辑:ct

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