巧借5G设施,将北斗导航延伸至地下******
在雄安新区容东片区的地下停车场,看不到纷繁复杂的线路,大量装备都被“隐藏”在专门的机房里。机房的墙壁上放置着3个小盒子,既有合路器,又有北斗卫星导航室内分布单元,还有运营商的5G基站。在这里,一条线路连接楼顶上方,以获取北斗等卫星的定位信号;一条室分线路连接多个“小蘑菇头”,以实现地下停车场信号无缝覆盖。
在复杂如“迷宫”的地下停车场,找不到自己的车或者开着车找不到出口,是人们经常遇到的尴尬又让人头疼的事情。
如今,在“地上一座城、地下一座城、‘云’上一座城”的河北雄安新区(以下简称雄安新区),精准室内导航技术正在改变这一现状。雄安新区利用“5G+北斗”技术,低成本快速实现了区域地下空间准确定位与导航。即便是身处地下停车场,“智慧”定位导航系统也能够随时告知用户的具体位置,以及下一步该往哪走,让地下通行更加便捷、高效。
瞄准地下精准定位导航难题
人们的切身体会是,在室内尤其是地下开阔空间,定位导航服务远不如地上来得精准且持续。在接受科技日报记者采访时,北京邮电大学信息与通信工程学院副教授路兆铭直言:“当前的室内定位技术解决了定位服务‘有与无’的问题,但尚未解决‘服务质量有保障’的问题。”
当前,雄安新区“地下一座城”已经初具规模。除去高标准建设的、埋藏在地下的城市“大动脉”——城市综合管廊外,城市中地下停车场的面积也非常大。
例如,在雄安新区首个集中建成区——容东片区,众多小区、楼宇的地下停车场全部联通。在大规模的地下空间中,会有大量的人、车、物流动,初入其中很容易迷路,如何实现精准定位导航成为雄安新区“地下一座城”建设过程中面临的问题。
2022年,国家重点研发计划设立“交通基础设施”专项,在5G通信与信号定位领域有长期积累的北京邮电大学信息与通信工程学院,成为“雄安新区交通设施数字化建设示范应用”项目的牵头单位,展开“5G+北斗地下空间组合式定位导航”的课题研究。
作为上述课题负责人,路兆铭告诉记者,为了解决无法实现地下精准定位的难题,“5G+北斗地下空间组合式定位导航”课题组在立项时便设定了三个层级的目标:高精度车辆定位与导航、亚米级人员定位与导航、地上地下一体化无缝定位。
“项目结项时,我们要在雄安新区超大规模地下停车场内实现这三个目标的示范应用,这对我们来说是一个不小的挑战。”路兆铭表示。
北斗卫星信号赋能地下精准导航
“手机在室内有信号,不是靠室外的铁塔基站来实现,而是靠室内分布系统。”路兆铭告诉记者,这个系统并不神秘,就是人们经常在楼道或者家门口看见的那种“小蘑菇头”(信号增强器)。
在雄安新区容东片区的地下停车场,记者举目四望,看不到纷繁复杂的线路,大量装备都被“隐藏”在专门的机房里。机房的墙壁上放置着3个小盒子,既有合路器,又有北斗卫星导航室内分布单元,还有运营商的5G基站。在这里,一条线路连接楼顶上方,以获取北斗等卫星的定位信号;一条室分线路连接多个“小蘑菇头”,以实现地下停车场信号无缝覆盖。
现代楼宇建筑多由钢筋混凝土建成,室外信号被墙体“屏蔽”,需要室内分布系统进行信号的全覆盖。特别是2018年,工业和信息化部要求5G室内信号实现共建共享,运营商将各路信号“混”入统一由中国铁塔股份有限公司提供的关键设备——合路器中。这样,运营商的标准5G室内信号便被合路器分散给各个“小蘑菇头”,以实现信号扩增。
路兆铭科研团队成员“就地取材”,利用现有的4G/5G的室内分布系统,在5G基础设施上混搭北斗卫星导航信号,无需重建基础设施,只用一个简单的“加法”,就让北斗信号“混”入5G信号,构建出了一个精准的地下定位导航系统。
看似简单的操作,背后依靠的是融合定位算法的创新。“我们团队创新性地提出由信号SLAM(即时定位与建图)架构的‘5G+北斗组合式定位算法’,实现时空信息融合,使室内分布系统支持地下1米精度的定位与导航。”路兆铭表示。
从理论上来说,要给物体做空间定位,至少需要3个角度的观测值,而且观测值越多、定位越精准。“好比说,如果一辆车旁边站着10个人,每个人眼中车的位置都是1个观测值,那么当把10个观测值全部融合起来,车辆定位就会更精确。”路兆铭表示,“5G+北斗组合式定位算法”正是将北斗卫星导航信号、5G信号、加速度计等多源位置观测信息融合在一起,精确解算出车辆的当前位置。
除了创新定位算法,路兆铭科研团队还在算法的实际场景应用与优化方面做了大量工作。当技术成型后,2021年初,路兆铭科研团队先在北京邮电大学校园搭建环境进行了算法和技术验证,当年6月到雄安新区容东片区杏秋苑地下停车场搭建了试点,开展了为期一年的驻场技术研发和创新。在这期间,路兆铭科研团队解决了三四十种问题,例如异形路段、从地上到地下的定位与导航衔接等,使地下定位导航系统越来越适用于具体场景。
把导航服务送到更多地下停车场
随着大规模推广示范,目前地下定位导航系统已覆盖容东片区超过20万平方米的地下停车场。
利用“5G+北斗”定位导航技术,在雄安新区可实现停车场人员和车辆准确位置导航。路兆铭告诉记者,这套技术还可以被集成到百度地图、高德地图、雄安行等应用程序中,用户通过手机就能够实现精准定位导航。
路兆铭科研团队在容东片区地下停车场的测试结果显示,他们研发的地下定位导航系统,其室内导航定位精度在2米左右,可以实现找车位等功能。经测算,与此前技术方案相比,这套拥有完全自主知识产权的技术方案可以将整个建设成本节省50%以上。
“现如今,不光是容东片区,容西片区、启东区的地下空间也将推广使用这套地下定位导航系统。”路兆铭表示,作为在雄安新区示范应用的创新技术,这套地下定位导航方案未来还有望被推广至医院、商业综合体、地下矿区、航站楼等地上地下一体化的复杂场景中。
“雄安新区为技术创新提供了现实需求,更为创新技术应用提供了极好的验证平台。”路兆铭表示,借助雄安新区先进的设计理念和丰富齐全的场景需求,潜藏在论文里的新技术与方法得到了转化应用。
“未来,地下精准定位导航技术还将在河南、福建、广东等地不断推进建设。”路兆铭希望,能把精准定位与导航服务送到更多地下停车场中。(科技日报记者 何 亮)
访谈|进博会“五届老友”AGC:将深化植根中国的长期承诺******
(第五届进博会)访谈|进博会“五届老友”AGC:将深化植根中国的长期承诺
中新社上海11月4日电 题:访谈|进博会“五届老友”AGC:将深化植根中国的长期承诺
中新社记者 许婧
作为进博会的老朋友,日本AGC株式会社执行董事、AGC集团中国总代表上田敏裕在接受中新社记者专访时表示,中国通过进博会释放出“向全世界敞开大门”“中国经济强有力的发展”的信号。
自2018年首次参展,AGC持续借力进博会开放、合作、共赢的平台效能,共享中国发展机遇,连续五年亮相进博会。
上田敏裕介绍说,今年,AGC将以“碳中和”为主线,围绕“AGC创新材料,守护蓝色星球”的主题,分绿色能源、智能增效、多维创新三大板块,展示近40件全球领先的材料产品和创新成果。“我们希望用材料的力量,在EV电动车以及中国倡导的新基建领域,助力发展。”
除了现场展出的产品,AGC还带来新的材料项目的落地。上田敏裕透露,本届进博会期间,他将前往景德镇,与当地政府合作落实数字化精密陶瓷3D打印项目。该项目是使用AGC研发生产的新材料"铂丽砂",依靠3D数字成型技术,经传统瓷器高温烧制上釉工艺,以浮雕为主要表现形式的瓷器艺术崭新类别。
AGC的前身是成立于1907年的旭硝子株式会社,于20世纪70年代进入中国,目前已在华发展40余年,深耕汽车、电视、智能手机等领域多年,实现了从产品制造向“制造加销售”的转变。
目前,AGC在苏州落地了全球首条大型复杂形状车载显示器盖板玻璃生产线,在深圳建成了世界上最大尺寸的液晶玻璃基板第11代工厂。相关项目把来自日本、意大利、比利时、德国等国家的350名技术人员带到中国。
在上田敏裕看来,对习惯藏身“幕后”的材料企业而言,进博会是一个能全方位展示自己的舞台。首届进博会上,旭硝子株式会社正式宣布从“旭硝子到AGC”的公司名称变更计划,第二届进博会上又推出了最新的中文名字“艾杰旭”。“AGC在进博会上两次推出新名字,让企业形象在中国消费者心目中逐渐清晰;进博会这个舞台,也让AGC和我本人结识了很多商界、政界的合作伙伴,收获远超预期。”
上田敏裕也注意到,眼下全球经济增速持续处于低位,全球化进程出现“退潮”,但他近几年仍切身感受到中国营商环境的“进化”,AGC伴随并见证着中国的发展一起成长,尤其是近20年,中国从全世界最大的工厂成为全球最大的市场,AGC中国的业务也在发生变化。
“长期来看,中国市场仍具有巨大吸引力。”上田敏裕告诉记者,在华外资企业十分关注中国经济和中国市场以及中国经济接下来的发展动向,如果能克服疫情带来的影响,相信外企投资会很快增加。
上田敏裕2017年就任AGC中国总代表,在此之前他对中国并不熟悉。今年6月,他拿到中国绿卡,“一方面证明了自己被中国社会所认可,另一方面让我坚信搭建连接日中两国的‘空中桥梁’是非常正确的事,将来应该做更多推动日中友好的工作”。
“双方有互相了解的机会非常重要,我愿意主动制造这种机会,对话和交流非常重要,唯如此才能解决问题。”展望未来,上田敏裕说,AGC将继续以材料产业为基石原点,进一步深化植根中国的长期承诺,为中国经济的发展贡献力量。(完)