技术|挖掘千亿级室内定位市场，「知路导航」基于音频打造室内定位方案

位置感知是万物互联的重要一环。在室外，卫星导航定位系统可以轻松实现位置感知，借助差分定位技术，甚至可以将定位精度提高至厘米级。基于位置感知，大众用户可以进行驾驶导航和基于地理位置的服务，提高出行效率和生活品质。在室内，类似的导航和位置服务需求同样存在。然而，由于无线电信号传播到室内空间时受阻挡，基于卫星导航导航定位系统难以直接将服务从室外延伸到室内，导致室内定位及导航成为行业发展的痛点。
「知路导航」是一家以音频感知测距与定位技术研发为主的企业，团队依托武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室平台，致力于解决室外卫星信号对于室内空间的不可达不可用、室内定位精度低的技术难题。依托国家科技部“十三五”重点研发计划项目“高可用高精度室内智能混合定位与室内GIS技术”，团队自主研发了支持大众用户手机终端的高精度音频定位技术，突破了精准测距、窄频带漫游和多源融合定位三个技术瓶颈，并于2021年9月发布全球首款高精度音频定位芯片Kelper A100。知路导航是中国当前唯一一家使用音频解决方案进行室内导航定位的企业。

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产业定位，图片来源：知路导航
庞大的室内定位市场随着经济的发展和人口的迁移，各类室内空间的使用越来越多，尤其在大城市区域。我国的高铁站、机场、地铁等交通枢纽，商场、购物中心、会展中心等大型综合体，各类建筑物的停车库等地下空间，以及各类医院、养老院、工厂甚至居家场所，都蕴含着巨大的室内定位需求。据相关机构统计，上述场景的直接市场规模就达数千亿人民币。
同时，随着智能手机、互联网、大数据、区块链等各类技术的发展，人们越来越多地使用导航电子地图和基于地理位置相关的服务。2020年，我国手机地图用户规模将达8.9亿，与之相关的中国本地生活服务O2O市场规模已超过万亿，包括本地出行、到家服务、到店服务等等。此外，随着无人驾驶、车联网、智能家居等物联网市场的蓬勃发展，也为室内位置服务提供了广阔的增量空间。根据IDC 2021年的数据显示，2020年全球IoT市场规模为749亿美元，年复合增长率12.20%，预计2021年市场规模将超过千亿美元。
面对如此庞大的市场规模，全球各大商业巨头纷纷开始布局室内定位技术：Google先后发布基于计算机视觉的Project Tango和基于WiFi信号的RTT技术；Apple曾经大力推动的蓝牙iBeacon，但目前已改变技术路线，正转而投向UWB技术，不仅在其手机上试水集成UWB芯片，其供应商Qorvo更是收购了主要的UWB芯片供应商Decawave；而从Nokia高精度室内定位团队成立的Quuppa，正在不遗余力地推动蓝牙AOA技术的应用。
但是，由于室内环境比较复杂，WiFi、UWB、蓝牙等技术，在实际室内场景运用中，也都还存在一定的局限，尤其是在分米级定位精度，大众用户手机接入这两个核心问题上。基于视觉的定位存在巨大的算力要求，普通的WIFI指纹定位技术的精度和稳定性较差，无法实现精准定位导航，而WiFi（RTT）技术需要获得软硬件底层的支持，容量也受限。UWB技术定位精度较高，但成本也会随之提高，同时需要使用专用的终端，无法支持大众用户。基于蓝牙Beacon的定位技术稳定性较低，维护成本高，而蓝牙AoA技术应用成本相对较高，其被动的定位模式难以被大众使用，且容量受限。同时，WiFi、UWB、蓝牙等技术均由国外企业主导或控制。
因此，寻找新的技术方案，在降低成本的同时提高定位精度，且支持更多类型的终端，尤其是支持大众用户的智能手机，一直是业内许多研发机构和科技公司探索的目标。

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工业级技术高精度室内定位技术对比，图片来源：知路导航
核心技术：音频感知测距与定位技术知路导航研发的音频感知测距技术，通过测算音频发射和到达间的传播时间，可以进行距离测量，达到近乎厘米级的测距精度。在此基础上研发的高精度音频定位技术，利用的是通电即用的基站进行音频定位信号广播，再通过专用终端或大众用户手机进行音频定位信号接收，进而测距并解算位置，可以达到分米级的定位精度。同时，由于广播模式中终端无需与基站进行交互，因此系统不限制用户容量。

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音频测距检测报告，图片来源：知路导航