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精準空間定位 實現萬物互聯

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葉席吟、STPI科技政策研究組 發表於 2018年5月7日

圖、精準空間定位 實現萬物互聯
 
將行動裝置與地理資訊結合所發展出的高精度空間位置技術與服務(Location-Based Service,LBS)正逐漸受到關注,未來在個人或車輛的位置追蹤、金融市場交易、旅遊導覽、娛樂資訊等應用上,都相當具有潛力。目前在空間定位技術中,可大致區分為室外及室內定位,在室外定位技術中以應用全球衛星定位系統為主要的方式,主要透過地球經緯度進行絕對座標的定位,目前涵蓋全球的衛星定位系統主要有四個,分別為美國的GPS系統、俄羅斯的GLONASS系統、歐洲的Galileo系統與中國的北斗衛星系統,這些衛星系統都對全球進行開放,因此各國可研發同時使用多種衛星系統,整合通訊網路系統或其他地面基地台發射輔助參考訊號方式來增加裝置的定位精準度。

在2017年3月時,歐洲全球衛星導航系統管理局發佈了「全球衛星導航系統(GNSS)市場報告」,其中闡述了GNSS市場的新進展,該報告指出2017年全球在用GNSS設備數量為58億部,預計到2020年其數量將達到80億部,隨著5G、自動駕駛、智慧城市和物聯網的出現,將引發GNSS增值服務的多樣化,預計年收入在2025年達到195億歐元,比現有增值服務收入高出2.5倍。

在高精度空間定位中,須有精準的室外定位技術,室內定位技術的發展也是不容忽視,尤其是在探討整體定位精準的範疇下,整合室外與室內的精準定位技術更是必須持續進行突破的重要目標。由於室外定位技術已經非常成熟並開始被廣泛使用,但是作為定位技術的末端,室內定位技術發展卻相對緩慢,此外室內定位系統亦沒有一個強有力組織來進行技術規範的統一。現今較常用來進行室內定位的技術有紅外線、射頻識別(RFID)、藍牙、Wi-Fi、超寬頻(UWB)等定位技術,其中紅外線的技術最為成熟,用於室內定位的精準度相對較高,但其穿透性較差,當作為標識時,容易被遮擋就無法進行訊號傳送;其次,射頻識別雖然可在幾毫秒內得到厘米級的定位精度資訊,但因其不具通訊能力且抗干擾能力差,同時安全隱私保障和國際標準化亦不夠完善,成為未被普遍應用的原因。目前以藍牙、Wi-Fi、超寬頻等技術是最有可能普及於室內的高精度空間定位技術與服務,其中,藍牙定位的優點是設備體積小、短距離與低功耗;Wi-Fi定位則是廉價與簡便;超寬頻定位雖然性能較佳但成本高,同時現階段也無法與手機等移動裝置整合,使得超寬頻定位無法被普及應用。

近年來,室內定位與位置服務技術得到了技術界和產業界的關注,並且呈現出巨大的市場發展潛力,ABI Research估計,到2021年全球預計出貨5,000萬個藍牙裝置,其中以零售業為主流市場;屆時整體即時定位服務的市場規模預計將達到150億美元。此外,由於建築的阻隔,使得室外的衛星定位信號很難在室內被接收,同時室內環境的多樣性和複雜性也將造成衛星訊號的衰落與干擾等問題,這時若利用室內環境中的無線信號如Wi-Fi、藍牙等訊息,透過整合不同的定位訊息,相信可作為從室外到室內之高精度空間定位的整合性解決方案。

高精度空間位置技術與服務之核心就是定位,定位的精準度也影響著未來的應用面,擁有越高的定位精度則其應用則越廣泛。高精度空間定位可將真實世界中的人或物與數據資訊結合,讓人或物也能像資訊一樣被搜索、定位與聯接,從而打破真實與虛擬的邊界,實現萬物互聯的境界。隨著智慧型手機的迅速普及和行動網路頻寬的提升,人們對室外結合室內的高精度即時定位導航應用需求呈現出爆炸性增長的趨勢,在後續的可能應用中,如企業可進行人流監控分析、智慧倉儲和物流、智慧製造、緊急救援、人員資產管理和服務機器人等;在行銷活動中可提供商場導購、停車場反向尋車、家人防走散、展廳自助導遊等服務。未來可預見高精度空間定位技術也將在智慧城市、車聯網、物聯網、防災救災及居家照護等領域的發展扮演重要的角色。

(作者是國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心研究員)
本文刊登於經濟日報2018/05/06)

 
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