微軟 Path Guide 路徑指南可以在沒有 GPS 的情況下實現室內導航

GPS 導航應用程序已被證明是無數人的救星。手中有智能手機，即使在陌生的城市，也很容易找到目的地。然而，它卻容易迷失在室內，因為 GPS 衛星信號無法獲得。而對於用戶來說，你經常在一個繁華的購物中心為了見朋友，找咖啡館，卻常常迷失於走廊或者是蜿蜒的過道。微軟亞洲研究院的雲計算和移動研究小組最近推出路徑指南 Path Guide，可以輕鬆找到到達室內目的地的正確路徑。

我們先來看看為什麼 GPS 不能提供室內導航。GPS 導航的第一步就是定位。基本上，在手持設備上運行的 GPS 系統的接收器晶元從衛星拾取定位信號並計算接收設備的坐標，可惜來自 GPS 衛星的信號具有較差的穿透力，通常被建築物牆壁阻擋。因此，在室內，GPS 無法提供導航。

那麼，室內導航當前適用的辦法是什麼？比較有名的導航方法是基於藍牙信標定位。以蘋果的 iBeacon 為例，智能手機應用程序可以通過來自一個或多個 iBeacons 的信號粗略地計算出設備在地圖上的位置。根據這些信息，應用程序可以計算路線並將用戶導航到目的地。然而，該解決方案僅適用於存在 iBeacons 的建築物，而有限的藍牙傳輸範圍在大型室內環境（例如，商場和辦公樓）中部署和維護成本較高。

另一種受歡迎的室內導航方法是基於 Wi-Fi 定位的。Wi-Fi 信號在室內環境中比藍牙信標更常見。類似於藍牙方法，這種類型的解決方案通過射頻（RF）信號特性和三角測量過程確定移動設備的大致位置。不同的定位系統依賴於信號強度，信號相位，傳輸時間，射頻入射角度，信道狀態信息等，但一般來說，它們都利用各種 Wi-Fi 信號之間的差異和相關性來確定定位。

還有各種室內位置的專用設備的解決方案，這些解決方案需要部署一定數量的專用感應設備，包括攝像機，可見光通信系統，RFID，超寬頻（UWB），紅外線，超聲波等等，這些解決方案可以大大提高系統的準確性，但廣泛的部署受到硬體和人工成本的限制。

最後，室內導航通常依賴於室內地圖，但是在大型室內空間中的地圖採集，數據表示和數據處理是突出和昂貴的問題，對室內導航技術的普及應用提出了巨大的問號。而對於較小的建築物，業主可能沒有辦法收集和披露必要的數據。那麼，微軟是如何實現低成本，即插即用，可擴展的室內導航？

經過幾代升級，手機今天擁有越來越多的感測器，例如加速度感測器，陀螺儀，電子羅盤，氣壓計等。根據微軟以前對這些智能手機感測器的大部分研究以及使用室內導航的感測器數據，微軟團隊認為建築物內部地磁場相對穩定，這給其創造一個基於從不同位置收集的磁感測器數據的室內導航系統的想法，同時利用其他手機感測器來支持實時導航指令。

於是微軟的微軟亞洲研究院的雲計算和移動研究小組結合團隊在移動計算，普及計算和智能感知方面的知識和專長，開發了「路徑指南」。路徑指南基於 Android 的移動應用程序使用簡單，可以直接安裝到用戶的智能手機上，而無需室內地圖或建築物布置任何特殊的預安裝硬體（包括 Wi-Fi 路由器）。

為了使系統為任何人工作，微軟開發了一個點對點的領導者/追隨者模型。一旦用戶使用該應用程序進入室內位置，就會開始沿著路徑記錄感測器數據，任何其他用戶都可以遵循該路徑併到達那裡。隨著更多用戶收集數據，可以組合不同的路徑，使系統更加有用。這種方法有兩個主要優點：一是系統完全即插即用。任何建築物中的任何兩個用戶都可以從頭開始使用室內導航。其次，通過組合多個用戶的數據，可以放大每個收集路徑的好處，為更多的用戶體驗提供更多的導航機會。

「路徑指南」應用程序可以在許多情況下使用。例如，如果你第一次去一個大辦公樓參加一個客戶會議，那麼知道會議室在哪裡的同事可以作為「領導者」，並且使用「路徑指南」，記錄從大樓進入會議室。在更開放的地區，如商場，任何人甚至店主都可以作為「領導者」，並從多個地點（例如，不同的入口）分享路徑軌跡到達某個目的地，例如相對隱藏的餐廳或服裝店。「路徑指南」的用戶還可以記錄軌跡，並將其跟蹤到其起點。例如，在不熟悉的車庫中，您可以將停車位的軌跡記錄到電梯中，然後反向跟蹤，以找到您的車。

另一個路徑指南功能是支持跟蹤記錄時添加註釋。文本，音頻和照片可以沿著路徑添加，提供更多的信息和交互性。此外，可以從 Web 瀏覽器查看上傳到雲端的所有軌跡，並使用唯一的跟蹤 ID 與其他人共享。這樣，店主可以在自己的網站上發布尋路說明，會議協調員可以附加電子郵件會議請求的路線。

路徑指南是一個研究項目，仍然顯得粗糙。您可以在 Google Play 中搜索「路徑指南 Path Guide」，研究團隊非常歡迎任何有關改進應用 UI，其可用性或使用有問題的情況反饋。其它系統的版本，比如 iOS 還需等待。

但微軟的這個項目，有望打開室內導航的新篇章。

本文 微軟 Path Guide 路徑指南可以在沒有 GPS 的情況下實現室內導航來自動點科技.

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