LED可见光通信室内定位商用开启LED智慧应用新天地

虽然基于全球定位系统（GPS）的室外定位应用已非常普遍，然而仍有一些难题没有解决。想必大家都有如下的类似经历：

临近航班要起飞，大喇叭一广播要更改登机口，在拥挤的机场里握着手机，好家伙，费半天劲儿，看到的是这个地图▼

查好了图书的编目信息，兜兜转转好不容易找到对应的书架，不知道为啥还是找不到对应的图书▼

更别说在大型商场、超市买东西了，简直就是一个拼脚力的活，如果有个定位导航，直接告诉洗衣粉、牛奶在哪个货架，那多好啊。

显然，这些都是室内定位的强需求。

室内没有信号/无法知道高度，是GPS的硬伤，可是它的原理是不变的，找一个室内有信号&知道高度的东西，来替代GPS即可。

不同的室内定位技术

目前WiFi是相对成熟且应用较多的技术，这几年有不少公司投入到了这个领域。但这种定位方法容易受其他信号的干扰，从而影响定位精度，并且定位器的能耗也比较高，不利于节能环保。

另外部署比较多的是蓝牙定位技术，它是一种基于Buletooth-LowEnergy（BLE，低功耗蓝牙）的信号广播设备，每一个设备有且只有唯一的ID。最近推出的Beacon就是利用这种特性，在一个区域内广播自己的信号，通过这种方式它就完成了对一个特定的区域的标记。

美国首个采用蓝牙Beacon技术的机场——迈阿密国际机场

Beacon也能和LED灯结合起来，提供定位服务——把蓝牙Beacon内置LED灯内，一款面向物联网未来的LED定位照明产品出现了。美国零售业巨头Target（塔吉特）公司去年宣布正在更新他们的应用程序以支持该种技术。应用起来是这么一个场景：在Acuity LED天花板灯中嵌入蓝牙芯片，便成了蓝牙beacon平板定位照明灯，无论身处在Target商场中的哪一处，室内的Beacon网络都能帮你找到方向，并且是通过手机上的Target App实现的。当顾客在商店内走动时，App中的地图上就能显示顾客当前的位置，他们只需点击购物清单中的商品，App就会在地图上显示这个商品的确切位置。更棒的是，它还能告诉你该商品是否正在打折。

Proximity.Directory的报告指出，美国排名前20的零售商中，75％已经实施了Beacon技术，包括Walmart（沃尔玛）、 Macy’s (梅西) 和Rite Aid (来爱德) 。

另外，目前的室内定位解决方案都是综合多种技术，比如Target不仅针对蓝牙技术进行测试，其平台也支持下面即将提到的VLC系统等。

基于可见光通信(Visible Light Communication;VLC)的定位技术其前景也被不少人看好。灯，在室内无处不在。如果给灯编上号码，也就是ID，这就是物联网的概念，有了唯一的标识符，那么就像GPS定位一样，如下图中的三盏灯和手机前置摄像头就能搞定一个具体3D位置，其精准度可提升至1公尺内，甚至可以达到厘米级定位精度，大幅降低误差机率。

高通是这方面的领先者。2016年该公司宣布，旗下高通创锐讯(Qualcomm Atheros)与Acuity Brands将展开密切合作，联手布建采用Acuity Brands的Bytelight Services商标的LED照明灯具及服务，利用高通Lumicast技术为零售业者提供各种室内定位功能与服务。任何场所只要装设支援Lumicast技术的LED灯具，就能向消费者提供准确的资讯，以便进行导览、定位事物、或推荐极富价值的商品。

据高通公司人士介绍，基于VLC的定位技术能够做到：提供3D的位置，水平误差10cm；提供精度在5度左右的方向性；定位速度很快，首次定位时间在100ms内；更新的速率10Hz。另外，终端数量的扩大对性能没有任何的影响，在一个房间中无论是一个终端还是100个终端对性能都没有任何影响。该LED可见光通信系统目前在北美有很多商场已经在部署。

飞利浦也在倡导该技术，已率先研发出了光通信室内导航定位系统。2015年，飞利浦就宣布在家乐福法国的一个旗舰店采用可见光通信实现超市室内导航服务，在家乐福超市里布置了约800 个LED灯。2017年，荷兰埃因霍温市中心的万得城电器（MediaMarkt）旗舰店也推出依托创飞利浦照明LED室内定位系统的”购物导航”应用程序（"Store Guide” app），帮助顾客借助智能手机快速定位商品位置并提供引导服务。

智能照明竞争者颇众，所以，针对智能照明的延伸应用，研发尚未普及的室内定位系统，自然成为不少国内外研究机构及企业新的争相布局之地。

目前，LED可见光通信室内定位技术的前30名顶级参与者中，飞利浦以89项技术独占鳌头，高通、松下、三星电子、英特尔、理光等势均力敌，专利技术在 30 ～ 40 项之间，其他机构专利技术则低于 25 项。在前30名参与者中，企业23家，且前8名均为企业，即企业主导了LED可见光通信室内定位专利技术，表明全球范围内该技术已经进入发展期。

LED可见光通信室内定位技术的前30名顶级参与者

LED可见光通信室内定位技术涉及的领域众多，因此想要进入还是有一定的难度。比如上述提到的万得城电器案例中，“购物导航”应用程序由电子商务解决方案提供商novomind研发。负责电子地图和路径安排的是美国Aisle411公司，它是飞利浦照明长期合作伙伴之一。瑞典电子货架标签公司Pricer则提供创新的产品陈列定位系统。

据悉，关于LED可见光通信室内定位专利技术中，除了可见光通信及其相关的基本支撑技术外，LED光的发射、识别技术以及基于终端的定位技术、车辆定位技术竞争较为激烈，是目前该领域的热点技术；光网技术、多模式融合定位等技术已有一定的布局，属于该领域的前沿技术。

室内定位将人与物、物与物联系在一起，未来的智能制造、智慧城市、智慧建筑等，都将依赖高精度的室内定位能力，室内定位市场将渐成刚需。而鉴于LED可见光通信室内定位技术的优势及特点，其市场前景广阔，同时也能给航空、航海、地铁、高铁、室内导航和井下作业等领域带来创新应用和价值体验。

暨南大学教授陈长缨表示：“室内定位将是可见光通信商用的第一步。”未来若能大规模商用，将可开启LED智慧照明应用另一片新天地。