與 GPS 不同，IPS 要解決「室內迷路」的問題
 
現代人已經被 GPS（Global Positioning System，全球定位系統）寵壞了，透過智慧型手機，我們能立刻知道自己身處的位置、要去的地方以及如何到達。然而，GPS 在室內卻無用武之地，相信不少人都有過跟筆者類似的經驗，在迷宮般的台北車站不知身在何方，望著眼花撩亂的指標與出口，不禁感到徬徨無助，手機 GPS「無法定位」的訊息既幫不上忙，反而更增添無力感。
 
室內定位系統（Indoor Positioning Systems, IPS）將是所有「迷失於室內」的人的救贖，能即時定位人們的位置。作為當今最夯的科技發展項目之一，已經吸引了包含蘋果、三星、微軟、Google、IBM 等諸多手機與電腦大廠相繼投入。

 

 

室內定位，絕對座標系統和移動速度計算缺一不可
 
要進行室內定位，首先要建立一套絕對座標系統，讓手機有參考與隨時修正的基準；其次，手機的定位演算法與偵測儀器必須夠準確，兩者齊備才能達到更精確的室內定位。
 
絕對座標系統主要藉由在室內佈設大量感測器，作為提供絕對位置的信標，目前有許多不同的技術發展齊頭並進，常見的有 Wi-Fi 與藍芽無線射頻技術，也有研究機構使用 Li-Fi、磁場等方式。
 
有了座標，手機只需量測接收到的訊號強弱，便能使用三角定位法找出自己的位置。然而要做到即時定位，手機對於人移動方向與速率的計算也很重要。
 
過去在沒有 GPS 的情況下，手機仍能運用含有加速度計、陀螺儀與電子羅盤等元件的慣性感測器（Inertial Measurement Unit, IMU）大致推算人們的運動方向，然而 IMU 並非設計用於精確定位，誤差使 IMU 進行室內精確的定位遭遇不小的困難。
 
歐洲最大的應用科學研究機構，夫朗和斐協會（Fraunhofer-Gesellschaft）位於葡萄牙的研究人員，發現人們步行時，IMU 的運動軌跡表現穩定的週期性變化，IMU 可量測這種週期性運動來修正定位演算的結果。IMU 的定位技術因此大幅改善，更可將室內定位的精確度推進到一公尺以內。
 
室內導航多種運用，指路、購物、導覽都不缺席
 
室內導航將是室內定位系統的主要運用，正如在戶外依賴 GPS 指路，未來在複雜的車站、商場或百貨公司裡，結合精準繪製的室內地圖，便能透過室內定位系統規劃路線，前往想去的地點！甚至，在家樂福之類的大賣場，只要輸入欲購買的商品，手機就能自動幫你找出商品所在的櫃位，並算出最快的路徑。
 
另一方面，室內定位應用推播服務，則能提供使用者收到當前所處位置可能需要的資訊。舉例而言，逛街購物時手機將能告訴你正要踏入店面現在有什麼優惠，以及商品資訊與評價。此外，博物館的導覽系統也能運用推播技術，當參觀者走到某項展覽品一定距離內，便會收到該展項的解說資訊。
 
目前，工研院已經將國內自行研發的室內定位技術，應用於科教館與義大購物商場，國外亦有應用於大賣場的案例。未來室內定位還需要一些基礎建設的投資，例如各種信標系統設備。室內定位技術的成熟，將能帶動和其他智慧科技的結合應用，建構能夠「主動反應」的智慧大樓、甚至是智慧城市更清楚的輪廓。（本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫－智慧生活與前沿科技科普知識教育推廣」執行團隊撰稿）
 
責任編輯：鄭國威
審校：陳妤寧