室内定位系统跟踪为何不稳定
不同类型的室内定位系统
室内定位系统种类繁多，影响跟踪质量、可信度和精度的因素也很多。此外，部署或使用室内定位系统时还常出现一些基本错误。因此，必须先分清问题所在，再“对症下药”。
室内定位方法
不稳定的是什么？
BLE（Bluetooth Low Energy，低功耗蓝牙）是一种无线个人局域网技术，设计初衷首先是数据传输。
BLE 并非为定位而设计。与WiFi等任何基于RSSI（接收信号强度指示）的系统一样，对它们来说， 定位只是一项不错的附带功能 。没错，BLE可以在手机之间、手机与免提设备之间等传输数据，也可以顺带用于跟踪，但要付出很大代价。
对BLE、WiFi等基于RSSI的系统来说，RSSI测量和定位只是“副产品”——这既是它们的长处，也是它们的短处。
主要优势:
无需额外的移动信标就能跟踪位置。手机、平板电脑或类似设备通常已内置BLE模块，只要在设备上安装专用软件/应用，就能跟踪手机/平板/设备的位置
主要短板:
RSSI很难准确反映距离。只是因为室内定位系统的软件足够聪明，系统才能从剧烈跳动的RSSI读数中勉强算出位置。但即便用尽各种技巧，实际上也只能期望达到 2-5米的精度，前提是每隔10-30米布置一个信标
BLE也可以做得更复杂、更先进，支持到达角（AoA）和出发角（AoD）测量
- 不精确的RSSI与角度相结合 => 定位精度提升可达3倍
- 多天线 => 尺寸更大、成本更高、适用范围受限
先深入了解各种室内定位技术
——详细视频讲座（1小时30分钟）： 室内定位 技术与方法综述与对比 （侧重工业应用）（YouTube）
——PDF演示文稿： 室内定位 技术与方法综述与对比 （侧重工业应用）
什么情况下适合用BLE做室内定位
如果只需要房间级精度，并且已有内置BLE的移动设备，BLE RTLS是不错的选择，这正是它的理想用途。典型应用：
- 在机场寻找登机口
- 在博物馆里找到某件名作
- 在商场寻找店铺
在场所内每隔10-30米布置一个BLE信标。信标体积小，很容易隐蔽安装。例如，它们每秒发射一次蓝牙信号；在这样的位置更新率下，内置电池可工作约1年。1年后只需给所有信标更换电池即可。
用作移动跟踪器的手机无需任何改动或附加装置。手机上运行的应用与固定信标通信，根据到各个固定BLE信标的无线电信号强度以及这些信标的已知位置，计算出自身位置。一切运行良好，只是精度不太高——通常为2-5米。这对许多应用（见上面的例子）已经够用，但对大多数工业应用来说并不够。
BLE究竟为什么不适合工业应用
精度不足
人员跟踪的典型要求是： 工业应用中精度优于1米（YouTube），往往还要求优于0.5米。 BLE在实践中根本无法提供这样的精度， 除非把BLE固定信标布置得非常密集——每隔2-5米一个。
周围有金属
在收到室内定位系统需求时，潜在客户常常特别强调现场周围有很多金属。我们马上就知道，他们已经在基于RSSI的系统（多半是BLE）上吃过亏。为什么？我们是怎么知道的？
正如上文所述，基于RSSI的室内定位系统利用固定信标到移动信标的无线电信号强度来估算距离。没错，移动信标（手机）离固定BLE信标越远，信号理应越弱。 但在实际中，RSSI波动极其剧烈，在2米和10米处可能测到相同的RSSI。 那距离到底是多少？！
在机场或商场这类空旷、多为透无线电的玻璃或薄墙的空间里，情况还算过得去。但如果换成堆满金属货架、托盘、叉车或其他重型机械的仓库，RSSI的分布会发生剧烈变化，以至于 基于BLE的跟踪根本无法达到可接受的精度。 是真的行不通。您可能在这条通道，也可能在另一条，甚至再隔一条。如果系统都找不到您要找的东西，那它还有什么意义？
RSSI分布时刻在变
工业环境中不仅有金属，还有移动的金属。设想一下：您站着没动，但5米外有一辆叉车驶过，基于BLE的系统测出的您的位置却在跳动。为什么？这是多径衰落造成的。因此，1小时前刚做好的系统校准，可能转眼就完全失效。
当然，也有一些非常巧妙的算法，试图设法恢复、重新校准系统。但归根结底，在真实的工业环境中效果并不好。基于RSSI的系统本来就不是为这种环境设计的。
工业环境中必须使用专用移动信标
跟踪手机时一切都很美好：下载一个应用就能被跟踪。但如果要跟踪的不是手机，而是别的东西呢？安全帽？起重机？托盘？叉车？——那就需要在上面安装移动信标，也就是又多一个设备。当然，精确室内定位系统总是需要移动信标，但至少它们是精确的。而在这种情况下，您既要承受（1）较差的精度，又要面对（2）额外的移动信标，以及充电、额外成本等种种麻烦。在工业环境中，BLE系统的一大优势——无需单独的移动信标即可跟踪——也就不复存在了。
工业应用中，什么比BLE更好？
工业室内定位系统推荐两种主要技术：
延伸阅读： 比BLE更好的室内定位方案是什么？
据 室内定位 技术与方法综述与对比 （侧重工业应用），这两种技术都依赖 飞行时间 ——而不是RSSI。这是关键优势，因为周围是什么都无关紧要：金属、混凝土、木材，或者什么都没有。UWB测量的是无线电波的飞行时间，超声波系统测量的是超声波的飞行时间。由于声速比无线电波慢约一百万倍，基于超声波的方案在原理上就比UWB精确得多。
因此，实际选型的要点是：
- 如果您需要 厘米级精度 （比UWB高至少10倍（YouTube）），请选择 Marvelmind室内“GPS”
- 如果现场是木质/玻璃等 可透射无线电的墙体 ，或者环境中 声学噪声很大 ，那么 请选择UWB
- 如果您需要 成本更低的方案 ——请选择Marvelmind室内“GPS”
当然，与任何精确室内定位系统一样，视距必不可少，但“视距”的具体含义因技术而异：
- 可透射无线电的墙体（薄玻璃、木材等）对UWB而言算作视距，对超声波则不算
- 同时，常见的“透气”布料也能透过超声波：即使移动信标被遮住看不见，即对光线而言不在视距内，对超声波而言却仍在视距内
光学跟踪或激光雷达怎么样？
其实， 光学室内定位在实际应用中并不理想:
- 光学系统勉强可以用于监控，但不太适合定位，用于导航就更差了
- 超声波固定信标可以用电池供电，但建议使用固定电源。这里的电源只是普通电网（~220V）、USB或+12-36V，哪种方便就用哪种。UWB的固定信标（锚点）通常需要固定电源，而且锚点往往还需要以太网来交换数据和同步。摄像头则肯定既需要电源，又需要高速通信主干网——以太网或无线网络，还需要服务器来处理海量数据流。提供这些连接成本高，又很麻烦
- 视距确实是个大问题
- 与飞行时间系统不同，精度随距离变化。分辨率更高的摄像头价格更贵，还有其他缺点
- 典型工业环境照明条件差：要么太暗，要么太亮，或者明暗并存，动态范围过大
- 很多情况下还有灰尘、雾气，以及温度变化引起的冷凝
激光雷达不适合大多数工业定位系统:
- 实际上，倒不如说说激光雷达在哪些工业室内定位系统中还算适用：昂贵的AGV和昂贵的机器人。总体而言，激光雷达适合障碍物检测，而不适合定位
- 激光雷达完全不适合人员跟踪