“沒有信號、微弱信號、過強信號、名目繁多的信號情況下，你還能否去你想去的地方、找到你想找的位置？我們目前的通訊手段做不到。”我校電子與信息工程學院劉兒兀教授説，我們發明的“自主可控的‘通導一體’定位導航引擎”能做到，它讓你的位置、你想去的位置總是“亮”的。據悉，此產品亮相於剛剛落幕的第二十二屆中國國際工業博覽會，並獲得高校展區優秀展品獎。
通導一體化：時空基礎設施的重大需求
隨着通信網絡的發展和智能終端的普及，越來越多的位置服務走進了大眾生活。如基於位置的疫情防控、可疑人員軌跡追蹤、自動駕駛、客流安全疏導、商場導購、基於地理位置的社交、智能停車等眾多領域，如何快速、高效地達成目標，需要更加強大的集通信與導航為一體的位置服務。
“‘通信和導航定位技術一體化’是國家的重要時空基礎設施和戰略發展的重大需求。”劉兒兀介紹，這項技術在維護國家安全、國家自然災害監測與防範體系建設、突發事件應急響應處理能力水平建設、智慧城市精細化管理以及商業化大眾服務等領域能夠發揮關鍵作用。
國家需要，我們義不容辭。劉兒兀帶領研究團隊，聯合中國移動、中國聯通、中國電信和國家會展中心（上海）等單位，針對通信和定位導航業務一體化的重大趨勢，經過數年的努力，研發了“通導一體”DWELT定位導航引擎，成功實現無信號、弱信號、強信號、多信號等各類複雜環境下的高精度定位。
通導一體的秘訣：多源融合的定位方法
劉兒兀介紹，目前基於通信信號的所有定位技術，包括衞星定位、Wi-Fi/藍牙定位、UWB定位，以及4G/5G定位等在內，都會受到信號遮擋和多徑影響，普遍存在軌跡中斷、定位漂移等問題，並且在硬件設施的部署和維護上比較困難，擴展性、兼容性較差。在通信信號缺失或網絡擁堵的情況下，這些技術方案的定位性能會進一步惡化。這些問題嚴重影響了位置服務產業的進一步發展。
針對這些問題，劉兒兀帶領團隊研發了“通導一體”定位導航引擎。“這是一項全天候、全境域、全覆蓋的定位技術，極大緩解了各種信號環境下的定位難題，就是因為它採用的是多源融合定位方法。”劉兒兀介紹，連續兩屆在中國國際進口博覽會的應用實踐表明，它是我國目前特大型室內場館中唯一商用的技術和最有影響力的室內定位導航解決方案。這項技術有以下幾個亮點：
第一，具有全球第一的手機定位精度，能夠提供從米級到亞米級（亞米級：指1米以下的分辨率。指它的測量精度可以精確到分米）精度的穩定定位能力。
第二，技術性能全面領先。DWELT克服了藍牙定位、Wi-Fi定位、UWB/5G定位等的缺點，全面提升定位導航系統的整體性能，如可維護性、部署成本、業務拓展性和數據安全等。經中國衞星導航定位協會組織的院士專家委員會鑑定，整體技術達到國際領先水平。
第三，豐富多樣的系統功能。支持AR導航、語音導航、位置共享與分享、信息推送、AR交互、電子圍欄、位置追蹤、人員管理、資產管理、客流分析等，不僅滿足普通用户的導覽需要和管理人員的需求，還便於商户客户提供豐富的商業位置服務。
第四，環境適應性強。適用於多樣化的設備（主流智能手機、胸卡、手環等）和各類超大型複雜場景（包括室內、室外、跨層、地下停車場，涵蓋客流密集、干擾嚴重、信號弱等）。
第五，擁有多項自主知識產權。團隊以堅實的理論體系作為DWELT核心技術的支撐，已在通信+定位接入以及數據隱私保護方面獲多項發明專利。
應用領域廣闊：從服務商業大眾到推動“殘健共融”
劉兒兀介紹，這個導航引擎可廣泛用於展會場館、大眾位置服務、智能停車、自動駕駛、商場導購、電子巡更、資產管理、基於地理位置的社交、城市精細化管理、基於位置的疫情防控、可疑人員軌跡追蹤、客流安全疏導，以及智慧城市無障礙建設等場景。
據悉，該項技術已經應用於國家會展中心（上海）、國家體育場（鳥巢）、香港城市逍遙行計劃（為香港150個公共場所提供無障礙定位導航服務）、澳門、廣州、鄣吳等多個複雜場景，並將為2020年第三屆進博會和2022年冬奧會提供高質量的位置服務。
劉兒兀團隊為第二屆中國國際進口博覽會設計官方定位導航系統——“導路者”
除了應用於商業化大眾服務領域，劉兒兀團隊提出“殘健共融”理念，致力於利用DWELT“通導一體”定位導航引擎推動智慧城市無障礙建設。以此打造的數字盲道技術，克服了傳統需要鋪設盲磚的物理盲道普遍存在的部署困難、改造成本大、不安全、利用率低、擴展性差、無法提供智能服務等突出缺點，為視力障礙人士提供安全、便捷、精準的室內外導盲服務。圖像識別技術通過對周邊環境的實時掃描與計算，以語音播報的方式告知盲人周遭環境信息，包括店鋪名、城市標誌物等，為盲人規劃出一條安全的行走路線，並在遇到危險時自動報警，真正實現“殘健共融”。
作者：程國政
編輯：聶陽陽