室內定位技術

當搜救者欲使用室內搜救系統時，此室內搜救系統須配合室內定位系 統才可能將受困者所在位置顯示出來，因此我們可說，此搜救系統若要 正確無誤的執行，一套完好的室內定位系統就不可缺少。

近幾年來已有眾多人在研究室內定位技術，其中比較著名的有P. Bahl 和 V. N. Padmanabhan 兩位學者於 1999 年所提出的 RADAR (Radio

Detection and Ranging) 系統[15]，而後 P. Bahl 和 V. N. Padmanabhan 更在 2000 年[17] 於 IEEE 802.11 無線區域網路中先行建立無線電波訊號之特 徵資料庫，再以樣式比對法(Pattern Matching)針對行動端進行定位運算，

達到位置感知(Location awareness)。

本研究是在室內環境中進行，而在室內環境中可用來進行定位之裝置 有RFID、紅外線[2]、超音波[18]、攝影機[19][20]、無線網路（Wireless LAN）

與壓力感測器[21]這六種，我們將這六種裝置作了優缺點比較，如表 2- 3 所示。

表2- 3 室內定位相關技術特性比較

使用裝置 代表系統 優點 缺點

RFID SpotOn、

LANDMARC

攝影機 EasyLiving、

ORION 準確度高。 有隱私權的問

基礎發展而成的室內定位技術來加以說明：

I. SpotON：

SpotON[22]可謂是主動式 RFID 定位研究的先驅，他是由 Hightower.J 和 Borriello.G 等學者於 2000 年，利用符合 RFID 技術的裝置，開發出一 套物件目標定位的系統。簡單的說，在 SpotON 系統中的定位方法，就 是利用 RFID 讀取器、許多感應器(感應標籤)，建構一個有一定涵蓋範圍 的室內無線感測網路環境；對於環境底下的眾多感應標籤而言，分別針 對環境內某一個未知座標的追蹤物件，做相對訊號強度計算的動作，這 個計算動作是由 RFID 讀取器端收到未知座標物與感應標籤之間相對的 訊號強度資料，透過中介軟體系統加以分析，最後，以該分析資料推算 出該未知追蹤目標的位置，這就是整個定位的流程(如圖 2- 8)。但研究較 屬於偏向於硬體裝置的設計及改善，對於定位方法及演算法並沒有加以 討論。

圖 2- 8 SpotON 定位概念圖

資料來源: Hightower, J., R. Want, and G. Borriello, 2000

II. LANDMARC

LANDMARC[23]主要是沿襲 SpotON 系統方法，運用相對訊號強度估 算距離的方式來預測未知物件的位置， 這是目前行動定位的技術當中較 常見的一種測量方式， 在 LANDMARC 系統中，所採用的實驗方法敘述 如下：

LANDMARC 系統中的實驗環境（如圖 2- 9），是由n 個 RFID 讀取器

（RFID Reader，灰色方塊）、m 個所謂的指引標籤 (Reference tag，白色 方塊） 和 u 個要追蹤的標籤（Target tag，黑色圓圈）所組成。

圖2- 9 LANDMARC 系統環境建置圖

資料來源：Lionel,M.N, Yunhao, L.,Lau,Y.C. ,Abhishek, P.P, 2000

一般說來，要做未知物件的定位，讀取器的數量越多越好，因為其可 以互相包含以形成廣大的有效定位涵蓋範圍；然而，由於RFID 的讀取器

數量有限，且又單價太高，所以改以利用大量且成本較低廉的設備，如：

配置大量主動式標籤的方式，將標籤均勻的散佈在實驗環境之中，當成 是可以輔助RFID 讀取器增加有效定位涵蓋範圍的指引點，以這個方法變 相的讓系統內的有效定位涵蓋範圍增大，而這個指引標籤的概念，也為 LANDMARC 系統方法中，非常有特色的一個地方。