在當(dāng)今工業(yè) 4.0 新時(shí)代的推動(dòng)下，迎來了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。現(xiàn)代工業(yè)化的推進(jìn)，在加速現(xiàn)代化進(jìn)程的同時(shí)也帶來了相應(yīng)的安全隱患，今天就通過Hightopo可視化技術(shù)，來構(gòu)造輕量化的3D 可視化場(chǎng)景，該 3D 場(chǎng)景從正面展示了一個(gè)現(xiàn)代化工廠數(shù)字孿生的場(chǎng)景，室內(nèi)定位包括工廠工人的實(shí)時(shí)位置、電子圍欄的范圍、現(xiàn)場(chǎng)的安全情況等，幫助我們直觀的了解當(dāng)前工廠人員的安全狀況，以更直觀的方式進(jìn)行決策指導(dǎo)和數(shù)據(jù)展示。

1、室內(nèi)定位行業(yè)定義及核心技術(shù)分類

室內(nèi)定位指采用無線通訊、基站定位、慣性導(dǎo)航定位等多種技術(shù)集成，實(shí)現(xiàn)人員、物體等在各種室內(nèi)場(chǎng)景下的位置監(jiān)控。室內(nèi)定位的應(yīng)用需求來自安防監(jiān)控、應(yīng)急救援、智能看護(hù)、精準(zhǔn)營(yíng)銷、智能工廠及智能交通等領(lǐng)域。

按定位原理的不同，主流的室內(nèi)定位技術(shù)可分為四大類：

（1）基于傳感器的室內(nèi)定位技術(shù)：紅外線、超聲波、慣性導(dǎo)航、計(jì)算機(jī)視覺；

（2）基于射頻信號(hào)的室內(nèi)定位技術(shù)：WiFi、藍(lán)牙、ZigBee、蜂窩網(wǎng)絡(luò)、射頻識(shí)別、超寬帶；

（3）融合定位技術(shù)：不同傳感器進(jìn)行位置信息融合；

（4）地磁定位技術(shù)：利用室內(nèi)環(huán)境中不同點(diǎn)位的磁場(chǎng)強(qiáng)度差異進(jìn)行定位。

2、室內(nèi)位置服務(wù)需求量迅速增長(zhǎng)

隨著萬物互聯(lián)時(shí)代的到臨，社會(huì)生活各個(gè)層面對(duì)室內(nèi)位置服務(wù)需求不斷增加。

以企業(yè)管理應(yīng)用為例，室內(nèi)定位系統(tǒng)可用于企業(yè)內(nèi)部人員、設(shè)備、貨物的管理與監(jiān)控，可通過 ZigBee 傳感器技術(shù)，以信號(hào)強(qiáng)弱來鎖定員工位置，且與門禁系統(tǒng)結(jié)合，拒絕無權(quán)限人員進(jìn)入限制區(qū)域。此外，室內(nèi)定位系統(tǒng)通過在所有的設(shè)備、貨物上安裝 RFID 電子標(biāo)簽，可對(duì)設(shè)備、貨物的移動(dòng)軌跡進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理。

3、推進(jìn)5G可為室內(nèi)定位技術(shù)的發(fā)展提供技術(shù)支持

通信是精準(zhǔn)定位的基礎(chǔ)，通信能力決定了位置服務(wù)的質(zhì)量。中國積極參與了全球 5G 標(biāo)準(zhǔn)制定，憑借著 5G 專利全球申請(qǐng)數(shù)量第一的優(yōu)勢(shì)，引領(lǐng) 5G 技術(shù)在全球的發(fā)展。5G 的特點(diǎn)是多天線、基站布局密集，能大幅提升通信終端的帶寬，與室內(nèi)定位導(dǎo)航結(jié)合將產(chǎn)生強(qiáng)大的聯(lián)合效應(yīng)。

5G 通信網(wǎng)絡(luò)在未來可直接發(fā)射位置信號(hào)，跳過改造原有通信網(wǎng)絡(luò)這一步驟，還能連帶解決基站、信號(hào)體制、手機(jī)芯片和終端的問題，給室內(nèi)定位系統(tǒng)的應(yīng)用提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。基于 5G 技術(shù)的室內(nèi)位置服務(wù)將擁有定位精確、響應(yīng)快速的特點(diǎn)，高精度室內(nèi)定位將為物流、智慧城市、智慧社區(qū)等業(yè)務(wù)創(chuàng)造新的服務(wù)模式。

系統(tǒng)分析

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)上通過 2D 與 3D 的融合，展示了工廠人員安全管理的室內(nèi)定位可視化系統(tǒng)，功能涵蓋人員實(shí)時(shí)定位、人員歷史軌跡回放、設(shè)置電子圍欄以及警告觸發(fā)機(jī)制。在工廠作業(yè)運(yùn)作的時(shí)候，可以實(shí)時(shí)了解人員的位置進(jìn)行人員的工作安排和區(qū)域劃分；在工作期間，對(duì)高危環(huán)境進(jìn)行電子圍欄的設(shè)立，越界則通過警報(bào)告誡危險(xiǎn)環(huán)境使人員撤離，可以充分保障作業(yè)人員的安全；工作完成后，可以通過人員軌跡的回放，查看運(yùn)作路線用于故障排除作為可靠的依據(jù)。

一、工廠運(yùn)作以及人員的實(shí)時(shí)定位

Hightopo三維可視化系統(tǒng)全方面展示了工廠內(nèi)部的場(chǎng)景細(xì)節(jié)，以及工廠煉鐵工藝流程的運(yùn)作，在機(jī)器作業(yè)的環(huán)境下，對(duì)于人員進(jìn)行了實(shí)時(shí)的位置定位，不僅可以有效地了解人員的位置并進(jìn)行工作上安排，也可以查看人員位置來有效預(yù)防危險(xiǎn)的發(fā)生。

二、工廠設(shè)定電子圍欄——人員點(diǎn)名區(qū)域以及報(bào)警區(qū)域

工人在工廠內(nèi)作業(yè)的情況下，劃分出高危區(qū)域，預(yù)警不小心進(jìn)入的人員，可以安全有效地預(yù)防危險(xiǎn)環(huán)境下出現(xiàn)的狀況。

三、風(fēng)格的選擇——線框模式

風(fēng)格的采用不僅可以沿用傳統(tǒng)的寫實(shí)風(fēng)格，也可以使用酷炫的線框模式，虛化工廠內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，有效地突出運(yùn)作機(jī)器和人員的位置，更好地進(jìn)行工廠內(nèi)的審查以及作業(yè)范圍的判斷。

工廠人員實(shí)時(shí)定位效果及電子圍欄效果

工廠人員軌跡圖效果

中國室內(nèi)定位行業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，已經(jīng)形成四大梯隊(duì)的差異化競(jìng)爭(zhēng)格局。從市場(chǎng)份額來看，四大梯隊(duì)公司總共占據(jù) 80%-90% 的市場(chǎng)份額，參與競(jìng)爭(zhēng)企業(yè)數(shù)量少，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)相對(duì)集中。

隨著移動(dòng)通信技術(shù)的升級(jí)換代，4G 正在向 5G 演進(jìn)更迭中，室內(nèi)定位精度要求也更高，推動(dòng)了高精度定位技術(shù)的發(fā)展。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，人們?cè)谑覂?nèi)活動(dòng)的時(shí)間更長(zhǎng)，圍繞人員、物體的室內(nèi)位置服務(wù)需求愈加強(qiáng)烈，室內(nèi)定位技術(shù)將在企業(yè)管理、安防監(jiān)護(hù)、應(yīng)急救援、智慧養(yǎng)老等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

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