2020年室内定位白皮书.pdf

中国移动室内定位白皮书（2020）室内定位白皮书室内定位白皮书（20202020 年）年）中国移动中国移动精准定位联盟精准定位联盟中国移动室内定位白皮书（2020）2联合编写单位及作者联合编写单位及作者（作者按姓氏笔画排序）中国移动通信有限公司研究院：中国移动通信有限公司研究院：王锐、孔露婷、孙蕾、张欣旺、张凯奕、张静文、邹司晨、景旭中国移动上海产业研究院：中国移动上海产业研究院：张琳、唐语艺、郭卫江、薛纯中国移动雄安产业研究院：中国移动雄安产业研究院：周万兴、高有军、晋晶晶、焦红灵中国移动成都产业研究院：中国移动成都产业研究院：兰天、吕铮、苏郁、何明、罗柯、袁军艳、唐飞华为技术有限公司：华为技术有限公司：周信廉、赵旭、夏苏华中兴通讯：中兴通讯：查希平上海诺基亚贝尔股份有限公司：上海诺基亚贝尔股份有限公司：贾世锡高德地图：高德地图：王超、孙佳京东物流：京东物流：乔晓强，刘伟，陈亚迷，张月，者文明，童克冬，樊立鹏清研讯科科技有限公司：清研讯科科技有限公司：赵瑞祥QuQuu uppappa：盛卫东锐捷网络股份有限公司：锐捷网络股份有限公司：丁晟、杨英，陈建祥，黄增安马路创新科技：马路创新科技：何燕萌苏州真趣信息科技有限公司：苏州真趣信息科技有限公司：余彦培中国移动室内定位白皮书（2020）4前前言言随着 4G/5G 网络在国内的普及以及国家“提速降费”政策的推动，移动终端和移动互联网业务在国内的渗透率达到了空前高度，越来越多的个性化需求应运而生，其中室内定位的需求越来越强烈。从 O2O业务到各行业需求，推动室内定位市场规模高速增长，技术环境也日趋成熟，室内定位产业处于蓬勃发展阶段。本研究报告针对室内定位产业发展现状及面临的挑战，深入分析了垂直行业的室内定位需求，并详细阐述了实现室内定位的技术原理，及室内定位评测体系。同时，为搭上 5G 网络建设的高速列车，本研究报告着重分析了室内定位网络和室内通信网络的融合方式，并介绍了室内定位网络平台。最后对室内定位网络的发展做出了展望与探讨，希望能够为产业界在应用室内定位技术及解决方案时提供参考和指引。本研究报告的版权归中国移动所有，未经授权，任何单位或个人不得复制或拷贝本研究报告之部分或全部内容。中国移动室内定位白皮书（2020）5目目录录目录目录1 室内定位产业发展现状及挑战71.1室内定位产业发展环境分析71.2室内定位市场发展前景分析101.3室内定位产业发展挑战分析112 垂直行业的室内定位需求分析132.1智慧博物馆132.2智慧医院172.3智慧园区212.4智慧商超232.5智慧工厂252.6智慧停车场272.7垂直行业室内定位需求汇总292.8运营商布局室内定位技术的 SWOT 分析323 室内定位技术原理介绍343.1室内定位基本原理343.25G 基站定位技术403.34G 基站定位技术433.4蓝牙 4.2 定位技术443.5蓝牙 5.1 定位技术473.6Wi-Fi 定位技术483.7UWB 定位技术493.8vSLAM504 室内定位评测体系53中国移动室内定位白皮书（2020）64.1室内定位关键性能评价指标534.2室内定位关键性能评测方法545 室内定位网与室内通信网融合策略635.1室内定位网与室内通信网融合方式635.2室内定位网与室内通信网融合的意义655.3应用场景656 室内定位网络平台676.1室内定位网络系统架构676.2室内定位能力平台功能686.3设备管理平台功能697 展望70附录 A72参考文献74中国移动室内定位白皮书（2020）71 室内定位产业发展现状及挑战室内定位产业发展现状及挑战1.1 室内定位产业发展环境分析室内定位产业发展环境分析工信部官网 2 月 27 日公布了 2019 年通信业统计公报【1】，公报表示，2019 年，我国通信业深入贯彻落实党中央、国务院决策部署，坚持新发展理念，积极践行网络强国战略，5G 建设有序推进，新型信息基础设施能力不断提升，有力支撑社会的数字化转型。自 2009 年以来的 10 年间，移动电话的普及率稳步增长。至 2019年，因第二卡槽的需求基本释放完毕，移动电话用户数增速开始放缓，达到 16 亿户，普及率达到 114.4 部/百人，如图 1.1-1 所示。全国有26 个省市的移动电话普及率超过 100 部/百人，截止到 2019 年，全国绝大多数地区平均每人至少拥有一部移动电话。作为消费级市场潜在的室内定位终端，移动电话的高普及率为室内定位发展奠定了良好的用户基础。图 1.1-1 2009-2019 年固定电话及移动电话普及率发展情况中国移动室内定位白皮书（2020）8早在 2012 年，科技部导航与位置服务科技发展“十二五”专项规划中已提出突破以北斗为核心的多系统兼容互用、室内外协同实时精密定位、位置信息挖掘与智能服务等关键技术，2013 年科技部 室内外高精度定位导航白皮书 计划在大众位置服务、出行服务、物联网、智慧城市、应急救援等领域开展室内外协同实时精密定位应用示范，到 2020 年实现“百城亿户”的应用推广目标。随着 5G 在国内的普及以及国家“提速降费”政策的推动，移动终端和移动互联网业务在国内的渗透率达到了空前的高度。随着国家对 5G 频谱的无偿划拨、颁发商用牌照、各地补贴运营商的基站建设，越来越多的智能化终端和个性化需求将应运而生。室内定位技术的全球领导者 IndoorAtlas 在报告The Rise of Indoor Positioning-A 2016 Global ResearchReport On The Indoor Positioning Market中指出，如今人们超过80%90%的时间在室内度过，伴随着这些设备的出现，室内定位的需求将越来越强烈。从 2010 年开始，O2O 的商业模式在中国进入高速发展阶段，伴随着 3G、4G 移动通信技术和移动互联网的兴起，团购和外卖作为中国 O2O 模式的本土化产物开始走进越来越多人的生活。根据艾媒咨询2016-2020 中国本地生活服务 O2O 市场规模及预测的数据显示从 2016 年至今，中国本地生活服务 O2O 市场规模持续增长，2020年预计可达到 1.3 万亿元，如图 1.1-2 所示。图 1.1-2 2016-2020 年中国本地生活服务 O2O 市场规模及预测中国移动室内定位白皮书（2020）92017 年，中国在线外卖用户规模达到 3.05 亿人，2018 年规模达到 3.58 亿人，2019 年突破 4 亿人次，规模突破 2800 亿元。传统的餐饮、商超、休闲娱乐行业也纷纷开启 O2O 模式，依托万达广场等城市商业中心和公众号、小程序等服务平台提供自己的产品。商业中心的规模化建设对室内定位的要求逐渐升高，传统的室分系统已经不能满足用户的定位要求。在行业领域，智慧工业和智慧城市，这两大题材催生了大量行业应用。目前，化工厂、医院、养老院、监狱/看守所/戒毒所、施工现场等都大规模引入室内定位，增长速度极快。具体到行业，2018 年室内定位的发展前景分析报告指出，我国室内定位直接市场总量已突破 3000 亿元。表 1.1-1我国室内定位直接市场总量场所场所数量数量单价单价（万元万元）市场总计（亿元市场总计（亿元）规模以上石油及化工厂30000 家80240规模以上工厂250000 家501250隧道5022 千米50100.44地铁2200 个站5011电厂1300 家40052养老院80000 家50400三级医院2000 家30060看守所7000 个4028监狱680 家50034博物馆5200 家3015.6其他（指挥大楼、桥梁、码头、地下管廊、船舶、停车场、会展、商场、机场、游乐园等）1300+合计（首次项目建设）3491+产业链方面，技术环境产业链已经完全成熟，各层面均有大量企业。中国移动室内定位白皮书（2020）10产业上游，有高通、博通、TI、Decawave、NXP 等厂商提供芯片支持，以及苹果、谷歌等巨头企业开发室内定位底层接口及操作系统支持。产业中游，地图供应商方面，百度、高德、商汤科技均有较多积累；在应用解决方案方面，尚无以室内定位作为核心方向的大型上市企业，目前有大量中小规模企业，人数规模在十数人至数百人量级；硬件设备与终端厂家则比较广泛，华为、中兴、新华三、锐捷等网络设备商及小米、华为、VIVO 等智能终端厂家均有成熟的硬件支持。产业下游，应用集成方面，虽然尚未形成成熟方案，但苹果、阿里巴巴、腾讯、小米等大企业均有丰富的应用集成经验，对室内定位技术兴趣颇浓。整体来看，产业链均比较完备。1.2 室内定位市场发展前景分析室内定位市场发展前景分析全球范围内，根据市场调研公司 Markets and Markets 的分析预测报告，室内定位技术的市场规模将从 2017 年的 71.1 亿美元增长到2022 年的 409.9 亿美元，复合年增长率高达 42%【2】。在 Indoor Atlas的研究报告【3】中，301 家机构、单位参加了调研，99%的受访单位已经或计划安装室内定位系统。图 1.2-1 计划部署室内定位系统的机构占比及用于部署的预算比例中国移动室内定位白皮书（2020）11另外，在这些已经安装室内定位系统的机构中，47%选择了 Wi-Fi，选择 beacon 和地磁方法的分别占 26%和 17%。但是在试点或计划部署 IPS 的机构中，选择 beacon 和地磁方法的机构占比有明显提升，分别达到了 54%和 49%。从应用场景方面，机场、酒店、医院、办公楼和商场是受访机构最愿意部署室内定位的场景，其中机场占比最高，达到 38%，酒店紧随其后，占比 28%，而医院、办公楼和商业区则均达到 24%的比例。具体到需求而言，商场、机场、车站等人流密集场所需要高效的人流监控和动态分析手段，以提高运营效率、挖掘商业潜力；而现代化工厂需要实现智能仓储管理、生产过程追踪、自动货物搬运、自动对象加工，达到降本增效目的；矿井和高层建筑等存在特殊工种的场景需要在紧急状态下实时定位内部人员；医疗护理机构则需要实时定位护理对象，尽可能争取时间提供最及时的医护服务。1.3 室内定位产业发展挑战分析室内定位产业发展挑战分析室外卫星定位已形成大而完整的室外定位网络，但是室内定位没有发展形成室外定位网络的规模，究其原因主要有以下几点。第一、精度要求。室内环境复杂多变，房间、物品之间的距离更近，参与定位的设备更多，人们对定位精度的要求也远高于室外，尤其是部分涉及到高速移动设备定位的行业，对精度的要求可能是厘米级，同时对定位时延要求也非常苛刻。第二、施工部署难。形成室外定位网络需要发射卫星，对接的管理部门线条清晰，但室内定位网络需要在每个楼宇单独部署站点，需要大量的物业协调沟通工作。而且室内相比室外，空间私密性更强，人们对隐私保护的要求也更高，这也增加了布网时候的工作量。第三、定位平台不统一。室外定位已形成大而统一的定位平台，例如国外的谷歌地图，国内的高德、百度地图，而室内定位由于刚刚中国移动室内定位白皮书（2020）12起步，标准还未成熟统一，室内定位平台还不成规模。另外碎片化的应用场景更增加了更新维护室内地图的成本。中国移动室内定位白皮书（2020）132 垂直垂直行业行业的室内定位需求分析的室内定位需求分析随着智慧化浪潮的兴起，垂直行业对室内定位的需求日益迫切。本章将重点介绍智慧博物馆、智慧医院、智慧园区、智慧商超、智慧工厂、智慧停车场等室内定位的典型应用场景，并给出各行业对室内定位的需求指标。2.1 智慧博物馆智慧博物馆2.1.1 市场规模分析市场规模分析根据国家文物局 2018 年数据显示，近年来，我国博物馆发展比较迅猛。截止 2018 年年底，全国在各级政府备案的博物馆就达到了5136 家。每年新增的博物馆都在 180 家左右4。图 2.1-1 2012-2018 年国内博物馆数量变化2018 年，我国博物馆参观人数已经达到了 10.08 亿人次5。近 5年来博物馆年收入稳步增长，2017 年博物馆年收入首次突破 300 亿元（325.56 亿元），同比增长达 38.6%6。中国移动室内定位白皮书（2020）14图 2.1-2 2012-2017 年国内博物馆收入趋势目前国内博物馆行业正在积极拥抱新科技、新体验、新技术，多媒体互动手段逐渐成熟：多媒体展示技术已经在博物馆陈列展览中不断渗透，采用声、光、电多媒体技术和自动控制手段，把幻影成像、实时人景合成、虚拟、激光、三维动态成像乃至 VR、AR、全息技术等高新技术结合传统的展示内容，合成脚本，产生全新的展示效果，增加了展示的可看性和参与性。采用室内定位技术来吸引游客前来观览、提升游客到场体验正成为国内博物馆行业的强烈需求。综上，通过分析 2012-2018 年国内博物馆行业的数据趋势，包括国内博物馆数量的历年变化、国内博物馆收入的历年变化，可以看出：国内博物馆发展势头良好，市场规模庞大且逐年增加，行业收入明显逐年递增。同时，博物馆行业对于室内定位需求旺盛，具有健康的投入期望。2.1.2 业务需求分析业务需求分析智慧博物馆对于室内定位的需求，主要集中在游客导览、展品讲解、展品管理、客流统计等方面。中国移动室内定位白皮书（2020）15 游客导览游客导览图 2.1-3 室内定位应用于游客导览示意图通过提供人员的定位与导航服务，游客可以在手机端实时了解自己当前的位置，可以查询想去的地点在哪里（包括展品、文创商店、卫生间、楼梯等等），可以按照手机导航指引直接前往目的地，提升游客体验。展品讲解展品讲解图 2.1-4 室内定位应用于展品讲解示意图通过融合人员的定位信息与展品的讲解信息，游客可以在手机端自主选择要听的展品的讲解材料，形式不限于语音、视频、文字、图片，以及更加智慧化的 AR 讲解，带来具有互动效果的讲解新体验。中国移动室内定位白皮书（2020）16 展品管理展品管理图 2.1-5 室内定位应用于展品管理示意图智慧博物馆可以为展品加装距离传感器和惯性传感器，判断展品是否受到了非法接近，再通过通信模块上报传感器信息和位置信息。在传感器信号强度超过阈值后，信息管理平台收到对应展品的异常信号，激活馆内警报或直接报警，并在定位平台上实时跟踪展品的位置动态，为展品的安全提供了强有力的保证。客流统计客流统计图 2.1-6 室内定位应用于客流统计示意图用户购票后，信息管理平台会完成全天的客流统计，同时室内定位还可以通过通信模块检测接入用户设备的通信状态和 ID 信息统计中国移动室内定位白皮书（2020）17实时客流量。针对每个游客，系统可以结合用户的位置信息在数据分析平台生成游客的热点区域从而分析游客的喜好，形成游客画像。游客数据库的建立可以帮助博物馆为游客提供更精准的服务信息。2.2 智慧医院智慧医院2.2.1 市场规模分析市场规模分析国家卫生与健康委员会在 2018 年 4 月发布的全国医院信息化建设标准与规范（试行）中，明确提出了对三级医院和二级医院，在患者定位，资产和物资管理，医院范围内的车位定位、地图导航、科室分布导航，医疗废弃物实时定位和监控等业务方面的要求。在2019 年 3 月发布的医院智慧服务分级评估标准体系（试行）中，明确列出了针对患者的就医路径规划，科室导诊导航等基于室内定位技术的业务，为医院智慧服务分级的评估项。根据国家卫生健康委员会的统计数据，截至 2019 年 5 月，全国三级医院共计 2608 家，全国的三级医院每年增加约 150 家。全国二级医院共计 9172 家，全国的二级医院每年增加约 490 家。据估计，三级医院的室内定位部分一次性建设成本约为 300 万元（不含后续数据运营价值）。根据国家卫生健康委员会的统计数据，2019 年全国三级医院每月的诊疗人次数约 1.6 亿人次，并且该数字的年均增长率在 5%以上。2019 年二级医院的每月诊疗人次数约为 1.1 亿人次，年均增长率在3%以上。因此，在医院院内的室内定位导航服务存在巨大的市场空间，并且持续呈高速增长的态势。2.2.2 业务需求分析业务需求分析智慧医院对于室内定位的需求，主要集中在医院资产智能定位管中国移动室内定位白皮书（2020）18理、病患精细化定位管理、智慧导诊导航等方面。医院资产智能定位管理医院资产智能定位管理图 2.2-1 室内定位应用于医院资产只能定位管理示意图针对医院资产管理的相关痛点，利用室内定位技术实现的医院资产智能定位管理需要覆盖以下相关业务：资产定位监控对被定位的资产进行位置监控，可以按资产类型选择实时监控或者按一定频率上报位置信息，能够在定位平台上看到被定位资产所在的具体位置。定位精度应该在 3 米左右，能够定位到具体的房间。维保管理对被定位的资产进行物联网信息采集，能够记录资产的维保信息，包含但不限于维保时间，次数，维保人等信息。资产清算能够对所有被定位的资产在定位系统上进行清算盘点，能够看到每一个被定位资产所在的位置，并且应该显示包括但不限于是否在合理位置，是否处于正常使用状态等信息。定位精度应该在 3 米左右，能够准确显示清算资产所在的位置。中国移动室内定位白皮书（2020）19 设备状态监控能够对被定位的设备进行状态监控，能够显示包括但不限于设备开关状态，设备能耗，设备使用频率等信息。病患精细化定位管理病患精细化定位管理图 2.2-2 室内定位应用于病患精细化定位管理示意图针对病患管理的相关痛点，利用室内定位技术实现的病患精细化定位管理需要覆盖以下相关业务。电子围栏对被定位的病患提供可定制化的电子围栏设定服务，可以针对每个病患划分电子围栏区域，病患离开电子围栏区域及时告警。电子围栏的精度应该为亚米级，一旦发生越界应当及时告警，避免危险事故发生。实时定位监控对特殊病患进行实时定位监控，提供精细化的监管服务，减少护理人员的工作量。利用实时定位监控能够及时发现危险，对病人活动进行及时的人工干预。实时定位的精度应该在 3 米左右，能够精确到某楼层的某区域。轨迹查询能够记录被定位人员的移动轨迹，可以进行回溯和分析。用于发中国移动室内定位白皮书（2020）20生特殊事件时，可以追溯事件经过。或者可结合大数据用于特殊病人的行为分析。一键告警为被定位的病人提供一键告警服务，在需要帮助或者发生危险时，能够及时向医院工作人员寻求帮助。医院工作人员可以快速定位告警病人所在位置，快速到达现场提供帮助和救援。定位精度应该在 3 米左右，能够精确到某楼某层的某区域。智慧导诊导航智慧导诊导航图 2.2-3 室内定位应用于智慧到诊导航示意图面向医院的智慧导诊导航服务需要覆盖以下相关业务：医院室内地图科室分布展示提供医院内的地图展示服务，能够清楚地看到医院的科室分布。地图精度能够达到亚米级。医院室内地图路径指示对于就医的病患，在进行智能分诊后，能在医院的室内地图上画出就医的路径指示。对于收到告警的医院工作人员，能够在室内地图上画出到事发地点的路径指示。定位的精度应该在 3 米左右。智能导诊后的到科室的导航为就医的病患，提供在智能分诊后，精确到就诊科室的导航服务。中国移动室内定位白皮书（2020）21导航的精度应该在 3 米左右。院内位置共享提供院内的位置共享服务，方便探病的亲属好友在院内寻人。定位的精度应该在 3 米左右。2.3 智慧园区智慧园区2.3.1 市场规模分析市场规模分析园区经济是我国经济发展的主要助推器，目前全国有各类产业园区约 2.5 万个，对国家经济贡献达到 35%以上。其中，高新区和开发区作为国家经济发展的引擎，集聚几乎所有的优势产业和优秀企业。截至 2017 年底，全国有 156 家国家级高新区、219 家国家级经开区，合计实现园区生产总值为18.62万亿元，占比当年全国GDP的22.69%。在国家大力扶持下，全国园区智慧化建设如火如荼，各地不同类型的园区根据自身发展定位与市场竞争情况制定了各自的发展规划。同时，各地加强了园区智慧化的建设投资力度。以信息化建设为例，园区信息化费用所占比重约园区投资开发成本的为 10%-15%，2018年，全国园区信息化市场规模已增 2688 亿元左右7。图 2.3-1 2012 年2018 年中国园区信息化市场规模及增长中国移动室内定位白皮书（2020）22室内定位技术发展推动智慧园区的建设和创新，提高人员劳动生产率，实现园区价值最大化，顺应智慧城市发展方向，推动新型战略产业发展等。2.3.2 业务需求分析业务需求分析室内定位带给智慧园区效益非常明显，包括访客管理提高园区管理安全，物资管理提高仓储、物流、物资管理效率，人员管理提高工作人员的效率。图 2.3-2 室内定位应用于智慧园区示意图 定位导航定位导航员工或访客通过手机可实现当前位置的定位，和到达目的办公室或会议室的路径导航，解决园区内大型办公楼内员工、访客找寻目的地的耗时耗力问题。员工考勤员工考勤员工通过佩戴电子胸牌或手环，在公司入口处可实现自动感应打卡，打破了传统的人为刷卡方式，提高了考勤的便捷性和效率。电子围栏电子围栏对指定区域设置电子围栏，可以实时监控该区域内所有来访人员和设备出入的情况，通过区分人员的不同身份和不同权限来管控指定中国移动室内定位白皮书（2020）23区域的访问权限，若越权访问系统会立刻报警。历史轨迹查询历史轨迹查询通过人员佩戴电子胸牌，可随时查看内部人员及访客的历史运动轨迹，提高人员管理效率。固定资产管理固定资产管理通过重要资产安装定位标签，可在区域内查看物品实时位置、数量、移动轨迹、使用状态等情况。支持对资产位置的自动查询和一键告警，自动盘点资产是否在指定区域内。如脱离指定区域，一键告警提醒管理人员，并在可视化平台进行展示。车辆管理车辆管理在物流仓库室内，存在各种搬运车辆，以进行物资的搬运转移，比如叉车，地牛等等。室内定位技术对于仓库车辆的应用包括：进行叉车等物流车辆的定位和反向寻找、室内驾驶路径规划和导航，以及基于车辆和人员的精准定位跟踪，检测防止人车碰撞、车车碰撞引发的安全事故，进行防撞控制和安全生产实时监控。无人车无人车 AGV 管理管理无人化是物流发展的一个重要方向。自动导引小车（AGV）是无人仓库中常见的自动搬运车辆。如果室内支持毫米级或者厘米级别的高精度定位技术，就可以支持无磁条无人车路径导航，实现 AGV 的部署灵活性。2.4 智慧商超智慧商超2.4.1 市场规模分析市场规模分析智慧商超新零售，即个人、企业以互联网为依托，通过运用 5G大数据、人工智能、室内定位等先进技术手段并运用心理学知识，对商品的生产、流通与销售过程进行升级改造，进而重塑业态结构与生中国移动室内定位白皮书（2020）24态圈，并对线上服务、线下体验以及现代物流进行深度融合的智慧商超新模式。消费升级、产业转型带来强烈室内定位需求。从消费者层面来说：由于室内空间越来越庞大复杂，商业综合体地下停车场反向寻车、超市内查找某件特定商品、定位走散的家人等变得越来越困难，室内定位的需求前所未有高涨。从商超管理层面来说：商场、MALL、超市等人流密集场所需要高效的人流监控和动线分析手段，以提高运营效率、挖掘商业潜力。从超市仓库层面来说：需要实现智能仓储管理、生产过程追踪、自动货物搬运、自动对象加工，达到降本增效目的。根据不完全统计，室内定位的行业分布情况，零售行业占据 16%，健康医疗行业占 14%，旅游行业占 12%，物流行业占 12%，广告行业占 12%，公共安全占 11%，其他行业占 23%。未来几年超 100 亿的室内定位规模，其中零售行业室内定位的市场规模可超 16 亿美元。2.4.2 业务需求分析业务需求分析智慧商超对于室内定位的需求，主要集中在精准商品定位、仓储管理、反向寻车等方面。图 2.4-2 室内定位应用于智慧商超示意图中国移动室内定位白皮书（2020）25 精准商品定位精准商品定位该业务场景主要针对个人用户定位需求，主要发生在空间较大，结构较复杂的室内环境中，例如大型商业区，超市等。结合位置服务和商品信息，商场能为消费者提供特定商品查找、路径规划等智能的购物引导服务，帮助消费者快速锁定目标，避免迷路、绕路，提升线下购物体验。同时结合大数据分析用户消费偏好，精准化推送营销信息，帮助商场实现线下线上引流，吸引商家入驻，带动消费盈利，同时提升商场的自主服务能力，实现降本增效。仓储管理仓储管理货物仓储管理一直是比较棘手的问题。通过对室内的物品或人员进行定位，获知货物或人员在仓库的当前位置。在获知人员位置和货物位置后，通过头戴式或手持显示器，指导人员靠近和寻找目标货物所在区域，更可以令货品的标签亮灯与发声，使得拣货员快速地拣货，不仅节省时间，还免除错误拣货的风险。考虑到货架一般较高且分多层，为快速找到商品，需要对商品进行三维定位。反向找车反向找车消费者驾车进入停车场之后，只能记得地面的停车位编号，以及就近的电梯。完成购物后，消费者往往不能按照原路进行返回，甚至根本记不住从哪部电梯上楼。基于室内定位的反向找车，消费者驾车进入停车场，系统后台记录车牌号，与停车位编码绑定，消费者购物完成之后，只需要通过扫码输入车牌号，后台根据人和车的位置，指定路线，AR 导航到达车前。2.5 智慧工厂智慧工厂2.5.1 市场规模分析市场规模分析近几年，对于不少危险作业行业如化工厂、隧道等，相关部门都中国移动室内定位白皮书（2020）26发布了安全管理政策强制企业加强人员定位系统的建设，如“煤矿安全避险六大系统”、“综合管廊运维标准”、“十三五司法信息化建设”、“化工行业智能化二道门建设要求”、“公路隧道施工安全管理系统暂行管理规定”等。中商产业研究院在2019 智慧工厂市场前景研究报告中指出，智能化是制造业的发展方向，智能制造已成为全球各国竞争的新一轮焦点。智慧工厂是现代工业、制造业的大势所趋，当前主要国家积极建设和发展智慧工厂，智慧工厂市场规模不断扩大。2018 年全球智慧工厂市场规模突破 2500 亿美元，预计 2020 年市场规模有望突破3000 亿美元。智慧工厂中，在员工/物资管理、易燃易爆物监控、访客管理等方面对于定位有较强烈的需求。随着智慧工厂的发展，智慧工厂领域的室内定位行业也存在巨大的市场空间。2.5.2 业务需求分析业务需求分析智慧工厂对于室内定位的需求，主要集中在员工管理、物资管理、风险管理、访客管理等方面。员工监管员工监管对全厂所有工作人员进行定位监管，在后台实时查看其位置，判断是否在岗，计算工作时间，追踪其活动轨迹，有助于优化员工作业流程，提高工作管理效率。物资监管物资监管对全厂范围内的货物、资产进行定位监管，货物资产总数、消耗的数量、剩余的数量，具体对应仓库位置，都可在后台显示。其中还可查看货物进出的详细数据列表，包括种类、所属仓库、时间等，从而提高货物的调度使用效率及资产盘点效率，并确保资产安全。考虑到货架一般较高且分多层，为快速找到货物，需要对货品进行三维定位。中国移动室内定位白皮书（2020）27 远程监控远程监控室内定位系统可实时定位人员、物资精确位置信息，与视频联动，对人员、物资进行视频跟踪，在后台随时查看每个区域的现场情况，提升管理效率和管理水平，有效保障人员与物资的安全。风险管理风险管理化工厂等高危行业发生安全事故的概率很高，室内定位系统可有效帮助企业实现风险管理。可通过在危险区域或重要区域设置电子围栏，对员工进行权限管理，防止员工进入危险区；还可对人员进行各种行为监测，包括超时监测、聚众监测、不动监测等，全方位智能化管理，从而避免安全事故的发生。紧急救助紧急救助当发生安全事故时，人员可通过随身佩戴的定位终端设备进行紧急求助。同时，管理人员也可对被定位人员进行寻呼，提醒员工有危险或下发撤离命令。管理人员还可通过定位系统查看所有人员位置信息，确保所有人都脱离危险。救援人员也可根据人员位置进行高效救援。访客管理访客管理外来访客对公司环境不了解，随意走动容易误闯危险区域。室内定位系统可实时查看访客的进出时间、在某区域滞留时间、活动轨迹等信息，并且可设置电子围栏，防止客户私自进入危险区域引发事故，从而实现对访客精细化、数字化、智能化管理，提升客户考察体验。2.6 智慧停车场智慧停车场2.6.1 市场规模分析市场规模分析从市场规模上看，2017 年我国智慧停车市场规模达到了 76 亿元，2019 年我国智慧停车市场规模突破 126 亿元，根据数据预计8，未来中国移动室内定位白皮书（2020）28几年，智慧停车市场规模将以 20%左右的速度继续增加。智慧停车领域广泛，涵盖车场信息、车位分享、车位预约、闲置车位引导、泊车、反向寻车、车场道闸、自动缴费、车后市场整个闭环链路。图 2.6-1 百家停车公司主营业务分布2.6.2 业务需求分析业务需求分析智慧停车场对于室内定位的需求，主要集中在闲置车位引导、智能反向寻车、自动代客泊车等方面。图 2.6-2 室内定位应用于智慧停车场示意图中国移动室内定位白皮书（2020）29 闲置车位引导闲置车位引导为车主提供闲置车位的预约和引导功能，协助车主迅速定位至具体空车位，并指引车主前往。智能反向寻车智能反向寻车满足车主在最短的时间找到车辆停放位置的诉求，需要有途径规划到车位的最佳路径，对于不同车主而言，最佳路径的定义存在差异，例如耗时最短、不需要电梯等待、途径额外的目的地等。但计算最佳路径的前提是能准确定位车主当前所在的位置及车辆所在位置。自动代客泊车自动代客泊车自主代客泊车就是用户通过下达停车的命令，车辆就可以自动从下车区开到停车场里，并自己找到车位停好，当车主需要的时候，再次从 App 上发出命令，车辆会自动回到上车区。整个过程没有人的参与，是一个典型的限定范围内低速无人驾驶应用场景。2.7 垂直行业室内定位需求汇总垂直行业室内定位需求汇总表 2.7-1 智慧博物馆需求指标需求名称智慧博物馆关键功能描述游客导览展品讲解定位精度1 米以内5 米内定位时延暂未明确暂未明确定位模式主动被动定位成本暂未明确暂未明确并发能力5050其他设备要求无无中国移动室内定位白皮书（2020）30表 2.7-2 智慧医院需求指标需求名称智慧医院关键功能描述医院资产智能定位管理病患精细化定位管理智慧导诊导航定位精度1-3 米1-3 米1-3 米定位时延毫秒级毫秒级毫秒级定位模式被动被动主动定位成本分布式皮基站方案成本约 500 万元；蓝牙定位方案成本约 400 万元；UWB 定位成本约 900 万元。（某案例）暂未明确并发能力2000 件5000 人所有挂号病人其他设备要求手环待机时间与市场上主流手环设备待机时间相当无表 2.7-3 智慧园区需求指标需求名称智慧园区关键功能描述资产管理、设备查找人员管理、定位导航无人车 AGV 管理定位精度1 米以内（货物需要三维）1 米以内5 毫米定位时延100ms（传送货物）100ms 以内2ms分钟级别（静态货物）定位模式被动主动（导航）/被动（其他）被动定位成本低，物流是成本敏感行业暂未明确暂未明确并发能力10/m210/m22/m2其他设备要求无无无表 2.7-4 智慧商超需求指标需求名称智慧商超关键功能描述精准商品定位反向找车仓储管理定位精度米级米级米级定位模式被动被动被动定位成本暂未明确暂未明确暂未明确中国移动室内定位白皮书（2020）31并发能力暂未明确暂未明确暂未明确其他设备要求基于用户手机直接定位，不配置额外终端基于用户手机直接定位，不配置额外终端终端设备电池供电能保证 1 个月表 2.7-5 智慧工厂需求指标需求名称智慧工厂关键功能描述员工监管物资监管紧急救助定位精度1 米1 米3-5 米定位模式被动被动被动定位成本头盔：300 人民币手环：1000 人民币模组芯片 500 人民币以下头盔：300 人民币手环：1000 人民币并发能力暂未明确2000 个 16000 平米暂未明确其他设备要求防爆，低功耗防爆，低功耗优先防爆，低功耗表 2.7-6 智慧停车场需求指标需求名称智慧停车场关键功能描述闲置车位引导智能反向寻车自动代客泊车定位精度2-5 米5-20 米20 厘米定位时延1 秒15 秒50 毫秒定位模式主动主动主动定位成本暂未明确暂未明确暂未明确并发能力暂未明确暂未明确暂未明确其他设备要求可大规模部署应用手机可直接使用，无需其他外接设备暂未明确中国移动室内定位白皮书（2020）322.8 运营商运营商布局室内定位技术的布局室内定位技术的 SWOT 分析分析图 2.8-1 运营商布局室内定位技术 SWOT 分析 优势优势随着 5G 网络的加速建设，各垂直行业需要室内定位技术来提升行业服务水平，尤其在资产管理、人员定位、室内导航等业务方面有明确需求。目前市场上可提供室内定位服务的厂家众多，但是并无厂家可提供规模化室内定位服务能力，并且存在同质化竞争现象。运营商在网络和资本上有天然优势，且行业客户众多，具备规模化提供室内定位服务的能力及优势。同时，运营商可积极发挥行业影响力，推动产业界制定室内定位领域的行业标准。机会机会运营商具备网络资源优势，垂直行业也希望使用运营商搭建的行业专网。运营商应当抓住 5G 室分网络建设契机，同步规模化建设室内定位网络，降低网络建设及维护成本，并与相关厂商合作，为垂直行业客户提供端到端解决方案。劣势劣势从技术层面来讲，大多数室内定位技术为短距通信技术，例如蓝牙、Wi-Fi、UWB 等。虽然运营商在蜂窝通信技术方面优势显著，但中国移动室内定位白皮书（2020）33是在短距通信技术上缺乏技术积累。威胁威胁现阶段垂直行业对于 5G 的需求强烈，但运营商在提供室内定位应用时仍然大量借助于厂家能力，在底层关键技术上缺乏掌控力。运营商应加快推进室内定位中台能力构建和面向行业应用的定位服务平台开发，尽快掌握室内定位核心能力。中国移动室内定位白皮书（2020）343 室内定位技术室内定位技术原理原理介绍介绍目前，室内定位技术众多，考虑到市场应用普及性及技术应用前景，本章将从定位原理、定位方式及性能、产业链支持情况以及产业痛点分析这些维度，分析介绍 5G 基站定位、4G 基站定位、蓝牙 4.2定位、蓝牙 5.1 定位、Wi-Fi 定位、UWB 定位、vSLAM 等定位技术。3.1 室内定位基本原理室内定位基本原理室内位置解算分为终端侧解算和网络侧解算两种。其中，终端侧解算是指不经过网络传输，终端可直接解析其自身位置，室外以 GNSS为代表，室内需定位信标发送其坐标位置信息。目前室内定位技术多以网络侧解算为主。无线定位信号测量主要包括功率测量、时间测量和角度测量。功率测量包括三角定位和指纹定位，时间测量包括 TOA、UTDOA 和OTDOA，角度测量包括 AoA 和 AoD。3.1.1 基于功率测量基于功率测量基于场强测量的定位技术可以分为 2 种，分别是三角定位技术和指纹定位技术。三角定位技术三角定位技术通过接收信号强度（RSS,Received Signal Strength）计算得到终端到多个定位节点的距离，并以已知节点位置为圆心，终端距离节点的距离为半径形成圆形，多个圆的交点就是终端位置，如图 3.1-1 所示。中国移动室内定位白皮书（2020）35图 3.1-1 基于距离的定位原理终端到基站的距离解算方程组如式（1）：22()(),1,2,3iiiRxxyyinn（1）式中?为第 i 个基站到终端的距离，（?,?）为第 i 个基站的坐标。基于场强进行距离估计时，当终端距离定位基站较近时，信号强度对应的距离分辨率较好，精度较高，当终端距离定位基站较远时，信号强度对应的距离分辨率差，精度较低。通常，当定位精度要求在2-3m 时，定位节点部署间距要求在 6-8m。此种定位方式要求定位基站与定位终端间可直视，无墙体等阻挡，可达到较高定位精度。指纹定位技术指纹定位技术当定位信号存在非视距等环境影响因素时，测量到的场强等信息难以真实反映定位基站与终端间的实际距离时，可采用指纹定位技术减轻此类误差。指纹定位技术由离线与在线两个阶段构成。离线阶段即指纹库采集阶段，首先进行定位区域的网格划分，然后采集不同网格的信号特征值，将采集得到的信息建立定位指纹库，特征值可为场强等信息。在线阶段即指纹定位阶段，测量信号特征值，将测量的信号特征值与指纹库中的预存信息进行指纹匹配，根据匹配算