2023年中国室内定位行业研究报告.pdf

2023年中国室内定位行业研究报告China Indoor Positioning Industry Research Report中国屋内測位産業調査報告書2023年版报告标签：室内定位、物联网、5G通信技术物联网系列市场研读|2023/400-072-5588室内定位的定义与原理室内定位需要定位信标发送自身的坐标位置信息，当前室内定位技术主要以网络侧解算为主。无线定位信号测量可以通过功率测量、时间测量和角度测量，功率测量包括三角和指纹定位来源：室内定位白皮书，头豹研究院编辑整理图表1：室内定位技术原理与驱动因素室内定位技术原理Indoor Positioning Technology室内定位基本原理可分为终端侧解算和网络侧解算两种。其中，终端侧解算可直接解析自身的位置，不需要经过网络传输，而室外以GNSS为代表。室内定位需要定位信标发送自身的坐标位置信息，当前室内定位技术主要以网络侧解算为主。无线定位信号测量可以通过功率测量、时间测量和角度测量，功率测量包括三角和指纹定位。通信技术迭代移动终端普及辅助技术支撑定位算法升级定位设备普及定位技术支撑室内定位应用场景多元化个人消费公共服务工业领域零售购物餐饮家电导购商圈机场停车场医院养老院酒店博物馆仓储电力化工工厂矿区军事室内定位技术产业Indoor Positioning Systems伴随着GPS与基站定位技术的日渐成熟，用户在室外场景中对位置服务需求已基本被满足。而伴随着物联网技术发展与室内设备智能化程度提高，各大下游应用场景对室内精准定位的需求也逐渐增强。因此，近几年位置服务的相关技术与产业研究热点逐渐从室外定位转向室内定位。根据,Markets and Markets的数据显示，全球室内定位市场规模从2017年的不到71.1亿美元增长至2022年的409.9多亿美元，显示出室内定位产业增长具备韧性，越来越多的厂商将根据自身的技术优势，切入到室内定位赛道。而从下游应用场景观察，目前机场、酒店等公共服务区域的室内定位技术部署率最高，分别达到38%、28%。通信技术迭代演进与用户行为习惯的改变，促进室内移动数据业务量高速增长，室内移动数据业务不断拓宽和行业边界逐步扩大，为室内移动应用使用体验的提升提供了优良的土壤。室内位置服务应用业务需求因此迅速增长。室内定位应用场景可划分为个人消费、公共服务与工业领域。其中，公共服务的下游应用需求较为刚性，主要以政府拨款资金支撑为主。而工业领域，工业数字化持续推动，也拉升了室内精准定位服务的需求。个人消费领域预计伴随疫情恢复，有望走高。物联网系列市场研读|2023/400-072-5588室内定位的发展历程室内定位起步较晚，且其定位技术应用与室外定位差别较大，以卫星导航为主导的室外定位技术，由于其卫星信号会受到建筑物遮挡后迅速衰减，因此不适用于室内定位技术来源：智能室内数字化定位技术白皮书，头豹研究院编辑整理图表2：室内定位的发展历程6.06.36.56.87.17.37.67.98.38.69.09.39.710.110.5200720082009201020112012201320142015201620172018201920202021室内定位初始阶段Phase One单位：十亿美元室内定位发展阶段Phase Two室内定位成熟阶段Phase Three1996年，美国联邦通信委员会制定E-911定位标准2001年，华盛顿大学提出室内定位标准2010年，BING将室内定位技术商业化2012年，中国室内定位行业开始发展，高德地图首次提出室内定位地图功能2013年，苹果公司发布iBeacon功能，室内定位技术进一步丰富2014年，中国室内定位行业发展迈向成熟阶段，大量初创企业进入室内定位行业2021年，全球室内定位市场规模创下新高，大豆10.5亿美元5264741019811415520824826927230628223484图表：中国室内定位企业成立数量，2007-2021年发展起步期室内定位设备尚未成熟发展处于初期起步阶段发展加速期通信技术成熟叠加智能终端普及，室内定位发展基础完善，中国室内定位行业正式进入井喷式发展，行业规模不断壮大，新进玩家骤增发展平台期室内定位行业发展进入平台期，下游公共领域需求增速减缓，消费领域室内定位需求受疫情困扰出现下滑。中国室内定位行业规模呈存量缩减状态，行业龙头整合市场份额力度加大。室内定位起步较晚，且其定位技术应用与室外定位差别较大，以卫星导航为主导的室外定位技术，由于其卫星信号会受到建筑物遮挡后迅速衰减，因此不适用于室内定位技术。室内定位格局起步于1996年，美国联邦通信委员会制定E-911定位标准，要求对所有移动电话用户实现定位功能。随后，2001年华盛顿大学提出了基于定位位置类型、绝对/相对定位、主动/被动定位、精度、覆盖范围等参考指标的分类标准，奠定了室内定位技术研发的参考标准。在室内定位技术标准确定后，室内定位技术正式迈入商用化，2010年微软必应地图开始添加了商场与机场的室内顶图，为室内定位技术搭建了地图应用数据平台。而2012年，中国室内定位行业也步入发展加速期，多家企业加速入场布局，行业整体进入扩容阶段。物联网系列市场研读|2023/400-072-5588图表3：室内定位的技术原理室内定位技术原理（1/4）从室内定位方法的原理可以大致分为临近探测法、质心定位法、多边定位法、三角定位法与指纹定位法。观测量是提取算法所需要的信息，可区分为场强、TOA、TDOA、AOA测量等室内定位技术原理介绍室内定位三大基本原理基于功率测量基于时间测量基于角度测量来源：室内定位白皮书，头豹研究院编辑整理优点：三角定位技术的定位方式要求定位基站与定位终端可直视，无墙体等阻挡可到到较高的定位精度。缺点：三角定位技术基于场强技术距离估算时，对测量终端与定位基站的距离有所要求。优点：当定位信号受到非视距环境因素影响时，可采用指纹定位技术减轻此类误差。缺点：指纹定位技术缺点在于指纹数据库采集工作量打，在后期随着环境变化，需要重新采集维护指纹数据库。优点：TOA双向测距发不需要定位标签与定位基站之间严格时间同步。缺点：TOA双向法需要测定未知点与其他参考点之间的距离，至少三个距离即可确定该未知点的位置。优点：基于时间到达差的定位法要求参考点之间严格的时钟同步，对参考点与未知点之间没有严格的时钟同步，降低了定位系统成本。缺点：实际应用中，通常需要至少4哥基站来获取多条双曲线。优点：通过相位差和天线间的距离计算出相互之间的角度关系，采用到达角测量在视距传播时定位精度较高。缺点：在非视距传播时定位精度将会显著降低。优点：出发角与到达角想法，接收器是单天线。精度较高，定位收敛；基站逻辑简单。缺点：标签功率偏高，且逻辑简单，对基站接受精度要求较高。物联网系列市场研读|2023/400-072-5588图表4：各类室内定位技术原理室内定位技术原理（2/4）现阶段室内定位应用技术众多，不同技术各具优势但同时也存在不同的局限性，因此不同的业务层面存在不同的需求，厂商会根据不同定位技术的定位精度、定位时延、容量等方面信号强度TOA测量TDOA测量AOA测量方向和距离临近探测法RFIDWi-Fi质心定位法多边定位法RFID4G/5G4G/5G三角定位法Wi-Fi/蓝牙UWBUWB红外技术红外技术指纹定位法Wi-Fi/蓝牙5G4G蓝牙4.2蓝牙5.1Wi-FiUWBvSLAM定位精度分米级米级米级分米级米级分米级分米级响应时间十毫秒级百毫秒级百毫秒级百毫秒级百毫秒级百毫秒级毫秒级上行容量百级百级百级百级百级百级单站间距20m20m7m20m10m基站能耗十瓦级十瓦级瓦级瓦级十瓦级瓦级终端功耗高高中中高低高基站成本千元级百元级十元级十元级十元级百元级千元级优点充分利用室内有源设备功耗低，易部署成本低，精度高实现高度精准定位缺点与通信网强绑定，服务于单一运营商传输距离端，稳定性差抗环境干扰能力弱成本过高室内定位技术的方法较多，常见的室内定位方法主要包括，基于移动通信网定位技术、基于Wi-Fi的定位技术、基于蓝牙的定位技术、基于超宽带定位技术、基于RFID的定位技术等。上述定位技术的区别在于数据传输方式不一样，不同的技术使用不同的标签技术，而室内定位的实际效果取决于后台的核心算法，前端技术只是数据传输方式的差异。而从室内定位方法的原理可以大致分为临近探测法、质心定位法、多边定位法、三角定位法与指纹定位法。观测量是提取算法所需要的信息，可区分为场强、TOA、TDOA、AOA测量等。Wi-Fi是目前技术相对成熟且应用较多的技术，主要采用“临近法”与“三角定位”；而蓝牙多基于场强信号强弱指示，再通过三角方法或指纹定位法来测量出目前物体的位置。现阶段室内定位应用技术众多，不同技术各具优势但同时也存在不同的局限性，因此不同的业务层面存在不同的需求，厂商会根据不同定位技术的定位精度、定位时延、容量等方面，同时兼顾设备成本与部署难度等，对多个维度的关键指标进行评估测量，找到最优的室内定位技术应用方案。一般来说，定位精度越高其终端基站功耗与成本就越高，如5G、蓝牙5.1、UWB、sSLAM等技术的定位精度与响应时间都高，但其终端功耗与成本较高，主要被应用在定位精度较高的智能制造与危险化工品等领域。而像是Wi-Fi、蓝牙等成本较低的定位技术被应用在商超与车站等人流量较大且精度误差容忍度较大的场景。来源：信通院，头豹研究院编辑整理物联网系列市场研读|2023/400-072-5588室内定位产业链分析定位智能平台自身的集成开发应用功能有限，需要接入更多的第三方应用平台以实现便捷的数据交换，满足室内用户的多元化业务需求，丰富室内定位的功能，实现运营商网络增长功能图表6：中国室内定位产业链分析定位芯片定位算法供应商地图数据生产商解决方案商导航地图定位模组移动终端IOT设备商集成应用商技术与设备供应商一体化解决方案终端应用方上游中游下游来源：信通院，专家访谈、头豹研究院编辑整理物联网系列市场研读|2023/400-072-5588室内定位产业链分析（上游）定位技术产业链大致由上游芯片厂商、中游定位标签、设备供应商以及下游应用厂商组成。其中，定位技术应用较早的蓝牙、Wi-Fi和4G通信领域中芯片厂商的集中度较高图表7：中国室内定位产业链上游分析5G定位技术蓝牙定位技术Wi-Fi定位技术UWB定位技术SLAM产业链厂商厂商厂商厂商厂商上游芯片厂商高通、海思等德州仪器、Nordic高通、博通、乐鑫科技Decawave、精位科技Kinect、微软中游硬件厂商华为、中兴利尔达科技、云里物里、寻息电子锐捷、中兴、华为清研、润安、红点、ZebraLG、夏普、三星、德州下游应用厂商华为、苹果、三星等高德、百度、真趣、克拉高德、百度、腾讯NA科斯沃、海康、基恩士、谷歌标准化组织3GPP蓝牙技术联盟SRMC、FCC、ETSI、IEEETTANA产业链垄断情况热力图上游芯片厂商中游硬件厂商下游应用厂商标准化组织产业链中国厂商市场份额占比热力图上游芯片厂商中游硬件厂商下游应用厂商标准化组织注：低高定位技术产业链大致由上游芯片厂商、中游定位标签、设备供应商以及下游应用厂商组成。其中，定位技术应用较早的蓝牙、Wi-Fi和4G通信领域中芯片厂商的集中度较高，多被海外企业掌控，而4/5G定位技术中中国厂商的优势明显；在中游环节，定位标签及设备的供应商较多，行业集中度明显低于上游芯片厂商，该环节行业存在大量厂商恶性竞争，其产品存在参差不齐、重复生产等现象。而室内定位的下游应用厂商行业集中度进一步下降，整个产业链竞争集中度呈现金字塔态势，由于下游应用场景需求多为定制化需求，不同厂商提供的室内定位方案，较难简单复制，因此难以呈现大规模应用方案复制的情况，故该环节暂无成规模的应用提供商。来源：信通院，专家访谈、头豹研究院编辑整理物联网系列市场研读|2023/400-072-5588室内定位产业链分析（中游）室内定位智能平台的系统性能与下游应用商采用的定位技术和系统设计方案密切相关，其智能管理包括硬件设备管理和定位算法管理两方面图表8：中国室内定位产业链中游分析系统应用层可视化呈现解决方案轨迹分析监控预警智能定位处理中心自动定位规划智能定位管理系统管理应用管理对外接口数据采集层位置信息定位需求建筑物结构定位系统第三方应用个性化营销室内导航路线规划公共安全管理数据来源定位系统MEC网络切片外部数据室内定位智能平台是室内定位系统的核心，其承担着精确定位、便捷规划、智能管理、开放互交的能力，能够满足设计建设、应用和维护的多样性要求。室内定位智能平台的系统性能与下游应用商采用的定位技术和系统设计方案密切相关，其智能管理包括硬件设备管理和定位算法管理两方面。硬件设备和基础信息管理是定位系统提供服务的基础，而定位室内智能平台能够对定位系统的硬件设备进行实时管控，对故障进行排查预警；而在算法管理部分，平台能够对各类定位算法进行矫正与定位融合算法进行优化，以提升定位精度，对定位结果进行算法参数进行自适矫正。定位智能平台自身的集成开发应用功能有限，需要接入更多的第三方应用平台以实现便捷的数据交换，满足室内用户的多元化业务需求，丰富室内定位的功能，实现运营商网络增长功能。解决方案规划定位技术选取定位场景判决定位算法管理定位信息管理设备管理来源：信通院，专家访谈、头豹研究院编辑整理物联网系列市场研读|2023/400-072-5588室内定位产业链分析（下游）1/2室内定位下游应用可大致拆分为O2O消费级市场、企业服务To B市场和政府公共服务市场，其中公共服务应用需求占比为45%，企业领域为30%，而消费级市场为20%图表9：中国室内定位下游应用场景市场份额O2O领域25%企业服务领域30%政府公共领域45%智慧商超智能制造仓储物流电力能源停泊管理医疗养老公检法司博物展览矿井隧道购物消费智能家具居家安防商品定位、客流统计产线自动化、资产管理仓储管理人员安全各细分场景室内定位应用渗透率业务需求各细分场景室内定位应用渗透率顾客导览、客流统计室内构图幼儿监控业务需求车位引导、反向寻车诊疗导航、病患管理警情预警、精准监察业务需求风险控制、施工安全顾客导览、客流统计中国室内定位技术应用情况占比，2021年45%Wi-Fi28%蓝牙10%4G/5G17%其他室内定位下游应用可大致拆分为O2O消费级市场、企业服务To B市场和政府公共服务市场，其中公共服务应用需求占比为45%，企业领域为30%，而消费级市场为20%。其中政府公共服务领域，受到智慧城城市建设提速的影响，室内定位技术在医院、公检司法、博物馆等环节的引入加速，另外，由于政府资金投入安排较为刚性，因此行业需求较为稳定，近两年增长速度维持在10-15%的区间；而在企业服务领域，智慧工厂建设意识较强，因此室内定位技术的渗透率较高，企业多出于降本增效的目的，大规模应用室内定位技术；而移动通信终端的普及率稳步增长，为消费级室内定位市场奠定了良好的基础，智能手机均支持蓝牙及Wi-Fi的定位信号接发，故在大量O2O商业模式，引入室内定位技术以更好地为消费者提供服务。不同的应用场景，其对定位精度、延迟响应以及成本等综合需求不一，故不同应用场景下的室内定位渗透率差异较大，如O2O更偏重成本考量，而智慧工厂对精度要求较高。来源：信通院，专家访谈、室内定位白皮书、头豹研究院编辑整理室内定位产业链分析（下游）2/2室内定位商业模式可划分为采购框架拆分招标与总承包商分别采购两种。其中，采购框架招标由项目方制定好采购框架后，将项目拆分招标，便于项目成本的管控图表10：室内定位下游应用场景与技术匹配程度定位特点博物馆医院商超工厂园区矿区定位方式定位精度定位延时成本5G高低高4G低低中蓝牙4.2低高低蓝牙5.1高中中Wi-Fi低高低UWB高低高vSLAM高中高室内定位商业模式采购框架招标总承包商采购项目方制定采购框架，将设备终端、网关、应用平台拆分招标。此方案目的在于分开招标后，压低价格，将项目成本费用最优化项目被单家总承包商中标，随后总承包商根据采购框架内容，分别对各类设备进行采购，最后进行集成，对项目进行打包交付典型室内定位项目分成占比网关终端设备软件平台50%30%20%*前期投入室内定位商业模式可划分为采购框架拆分招标与总承包商分别采购两种。其中，采购框架招标由项目方制定好采购框架后，将项目拆分招标，便于项目成本的管控；而总承包商采购则通过单一总包商中标后，根据项目方单价，进行择优采购，有利于总包商实现毛利管控。另外，根据各垂直场景需求的不同，总包商一般会选用吻合度较高的应用场景或者多种应用场景融合方案以满足客户的实际需求。一般在工厂、园区、矿区等对安全要求及施工精准度较高的场景，多会采用5G、UWB以及vSLAM等精准度高的技术，对成本敏感度较低；而在商超医院等对精度要求较低的情景，较多采取Wi-Fi、蓝牙等定位技术，以满足下游客户的成本需求管理需求。而较为典型的室内项目中，网关设备成本（占比50%）最大，其次是终端设备（占比30%），而软件应用平台的成本占比仅在20%左右。来源：信通院，专家访谈、室内定位白皮书、头豹研究院编辑整理室内定位产业理论市场规模测算2025年中国室内定位市场规模有望达到483.8亿元，3年期CAGR有望达到20.0%，其中政府、工业和消费的室内定位的市场规模分别为217.7亿元、145.2亿元、121.0亿元图表11：室内定位应用占比划分（按行业）企业服务领域 30%政府公共领域 45%消费商务领域 25%来源：专家访谈，信通院、头豹研究院编辑整理图表12：室内定位市场规模测算，2022-2026E室内定位下游应用场景可划分为企业服务、政府公共领域与02O消费领域，其中在服务领域中智能制造与仓储物流的室内应用技术最高，而政府公共服务领域中公检司法、交通医疗下游应用场景最高；在商务消费领域，酒店与机场应用场景偏高。中国室内定位市场规模按照应用场景拆分，1）公共服务类：政府类项目的投资计划较为刚性，预计该领域增速维持在10%-15%区间；2）工业应用类：工业领域中，企业智能化转型需求维持稳定，智慧工厂、智能仓储类项目仍然成为工业领域的稳定需求来源；3）O2O领域：疫情对O2O行业影响较大，该领域对室内定位需求缩减，后疫情时代下，消费级市场有望站稳回暖，故O2O场景对室内定位需求的增长弹性较大，预计增速有望在10%-30%的区间。根据，头豹研究院测算，2025年中国室内定位市场规模有望达到483.8亿元，3年期CAGR有望达到20.0%，其中政府、工业和消费的室内定位的市场规模分别为217.7亿元、145.2亿元、121.0亿元。84.0100.8121.0145.2126.0151.2181.4217.770.084.0100.8121.0280.0336.0403.2483.8010020030040050060020222023E2024E2025E企业政府消费CAGR20%