靠灯光就能实现“厘米级”定位 武汉大学博士后团队攻克室内定位难题

湖北日报全媒记者　王成龙　通讯员　楚仁轩

“在室内，仅靠天花板上寻常的灯光，就能实现‘厘米级’的精准定位。”

11月17日，武汉大学测绘遥感信息工程全国重点实验室内，武汉大学博士后杨先圣兴奋地向湖北日报全媒记者介绍该团队研发的“室内外高精度实时定位系统”项目。

在第三届全国博士后创新创业大赛上，该项目斩获金奖。

在室外，人们可以依靠卫星定位技术实现精准导航，但到了室内，由于建筑物遮挡等原因，卫星定位技术就存在“看不清”“定不准”等情况。为突破这一技术难题，杨先圣和伙伴们把目光投向人们常见的室内灯光。

“通俗来说，相当于我们在室内建立了一个‘光学坐标系’。”杨先圣解释说，在天上，卫星的位置是已知的，通过接收卫星信号并进行一系列计算，就能确定地面人员的实时位置。在室内用灯光定位的原理与其类似，只不过是把卫星换成了室内一盏盏已知位置的灯。每一盏灯由于生产批次、使用损耗等因素，其发出的光在强度、频率、色温等参数上都存在独一无二的特征，就像每个人都拥有独一无二的指纹。他们研发出一种仅半部手机大小的接收设备，能精准接收并识别这些独一无二的“光指纹”。

基于这一发现，杨先圣团队发明出“免部署”的光定位技术——工作人员只需手持接收设备在大型建筑内“全覆盖”地走一遍，系统就会自动记录整个空间的“光指纹地图”。此后，任何人进入该建筑，系统将实时接收到的信号与“光指纹地图”进行比对，就能及时确定目标人物的精确位置。围绕这项技术，项目团队已获得10多项专利授权。今年5月，“免部署”光定位技术试验成功。

“顺利冲破技术瓶颈，是因为我们站在‘巨人的肩膀’上。”杨先圣说，湖北拥有武汉大学测绘遥感信息工程全国重点实验室这一顶尖平台，让团队获得了坚实的理论和技术支撑。与此同时，武汉发达的光电子产业，让该团队“坐拥”来自产业链的强力支撑，能高效地从上百款元器件中选出适合光定位技术的核心部件。

“我入选了湖北省博士后创新人才培养项目，获得了项目资助。近几年，我也能明显感受到湖北省对博士后的资助力度越来越大。”杨先圣说，湖北这种聚才、爱才、敬才、用才的良好氛围，让他在开展科研时能放下包袱、轻装上阵。

在光谷的留学生创业园，杨先圣和伙伴们还获得了免费的办公与实验场地。在这里，杨先圣和伙伴们完成了“天问”人形机器人室内导航功能的联调联试。如今，“天问”机器人已经可以在室内依托灯光定位，实现在厨房、咖啡厅等场景中精准完成端送物品的任务。

目前，“室内外高精度实时定位系统”技术已经走出实验室，在苏州一个智慧产业园区的工业机器人装备上实现应用。“未来，这项技术既能应用在人形机器人身上，也能作为监测老年人安全状况的智能终端，可以赋能千行百业，市场前景预计达数百亿元。”杨先圣说，眼下，他们正尝试对这套室内灯光定位系统进行进一步升级，融入惯性导航系统、无线网络、地磁等技术，力求实现在部分灯光被遮挡时也不影响定位精度。