Progress of studies on indoor positioning data analysis and application
SHU Hua1, 2, , SONG Ci1, PEI Tao1, *,
1. State Key Laboratory of Resources and Environmental Information System, Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, CAS, Beijing 100101, China2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
Human spatiotemporal behavior increasingly draws attention in modern human geography, and obtaining individuals’ spatiotemporal location data in travel activities is the precondition to study the spatiotemporal behavior of people. Limited by data acquisition technology, previous studies about behavior in space and time mostly focused on behavior in the outdoor space of a city. With the occurrence of technology for indoor positioning, the spatial scale of this type of study has been extended to the indoor space. Although there is a wide range of technologies and methods for indoor positioning, according to the manner that these data are acquired, indoor positioning data can be divided into three categories, that is, geometric location data, fingerprinting location data, and symbolic location data. Currently, studies based on indoor positioning data can be divided into the following categories: (1) spatiotemporal distribution of people in indoor space; (2) movement pattern of people in indoor space; (3) behavioral habit and attribute inference of people in indoor space; and (4) interaction between people and indoor surroundings. However, most of these studies are still at a primary stage and there are no commonly accepted theories and methodologies at present. We believe that studies in the future may pay attention to the following issues: (1) with regard to data acquisition, the positioning system accomplished through “smart phone plus WiFi” that has wider coverage and lower cost, requires no special equipment, and interacts easily compared with Bluetooth, Radio Frequency Identification (RFID), and Infrared Ray (IR),and so on, is the most promising indoor positioning technology; (2) with regard to research contents, behavioral characteristics in space and time will be the basis, individuals’ attribute inference and interaction between individuals and indoor surroundings will be the focus, and analysis of multiscale fused spatiotemporal location data will be the trend of future development; (3) in terms of scientific ethics, privacy issues must be highlighted concerning the recording of individuals’ travel activity data at the micro scale.
Keywords：positioning data
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indoor positioning
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data analysis
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spatiotemporal behavior
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big data
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review
SHUHua, SONGCi, PEITao. Progress of studies on indoor positioning data analysis and application[J]. 地理科学进展, 2016, 35(5): 580-588 https://doi.org/10.18306/dlkxjz.2016.05.005
1 引言
时空行为是人文地理学研究的重要内容,而获取个体在出行活动中的时空位置数据是研究人类时空行为的前提。传统的时空位置数据获取方式包括出行调查和出行日志等,这些数据在一定程度上满足了时空行为研究的需要,但也存在数据获取成本高、时空分辨率低及误差较大等问题。因此,数据获取成了制约时空行为研究进一步发展的主要因素。然而,随着信息和传感器技术的发展,空间定位服务的成本逐渐降低,普通居民也能轻松获得高精度的空间定位服务。尤其是以智能手机为代表的移动终端设备的大规模普及,使大范围、实时、高效、高精度地获取用户的时空位置信息成为现实。基于大数据,研究个体或群体的行为,发现活动中蕴含的空间认知规律及空间行为和交互模式,建立以人为本的地理信息服务,进而支持个体或群体时空行为决策,已成为地理信息科学研究的前沿问题(刘瑜, 康朝贵, 王法辉, 2014)。考虑到个体移动模式与时间和空间尺度密切相关,刘瑜等根据人类活动的具体特点,将人的活动范围分为城市间(Inter-City)、城市(Intra-City)和亚城市(Sub-City) 3个空间尺度(刘瑜, 康朝贵, 2014),但这些尺度的研究都只关注人在城市室外空间的活动(Wolf et al, 2001; Zheng et al, 2008; Yalowitz et al, 2009; Yue et al, 2009),对于时间占城市中人类活动时间超过70%的室内活动,却不曾涉及。因此,本文认为有必要在3个空间尺度的基础上再加上微城市(Micro-City)尺度,主要关注人在城市建筑物内部空间的活动,使人类时空行为的研究在空间尺度上达到全覆盖(周成虎, 2015)。与早期室外空间中时空行为研究遇到的问题一样,室内时空行为研究的主要制约因素依然是时空位置数据的获取。然而,随着室内定位技术的出现并日益成熟,已实现了个体在建筑物内部空间位置数据的获取,室内空间中人类时空行为研究引起了学界的关注。
(3) 人群分布的热点探测。人类活动时空分布中的热点,反映了人群由于对特定空间区域的偏好或受热点事件吸引而表现出的空间集聚现象。通过室内定位技术采集个体在室内活动的时空位置数据,利用空间分析和可视化等手段,可以探测人群在室内活动的热点分布及变化情况。例如,Petrenko等(2014)利用iEpi手机应用(Hashemian et al, 2012)和SaskEPS算法(Bell et al, 2010),提出了一种在现有条件下获取用户室内时空位置及在此基础上了解人在室内活动和空间行为的理论框架,并根据实测得到的萨斯喀彻温(Saskatchewan)大学37名学生41天的室内活动位置数据,结合GIS空间分析和可视化方法,探测这些学生在不同时间和不同楼层活动热点的分布情况,分析学术活动和考试等事件对学生分布热点的影响。
3.2 人在室内的移动模式
移动模式是个体在认知、经验、心理因素及周边环境影响下,时空行为决策的外在表现。宏观尺度(城市间、城市和亚城市尺度)上个体或群体移动模式的研究,可从精细尺度上对城市空间结构和城市动态过程进行刻画,包括城市土地利用分类(Pei et al, 2014)、城市交通状况感知(Liu et al, 2012)、疾病在空间上的扩散(Bian, 2004)等。类似地,微观尺度(微城市尺度)上个体或群体移动模式的研究也可为室内路径规划、室内陈设布局等提供一种新的理论和解决方案。目前,这方面的研究可分为2类：
(2) 个体属性的推断。根据先验知识,确定行为习惯与个体属性之间的对应关系,进一步建立决策模型,将利用室内定位数据得到的行为习惯分析结果作为模型输入,可对个体的属性进行推断。例如,Noh等(2012)提出了一种推断用户行为习惯和相关属性的理论,该理论利用决策树方法,以移动设备连接的无线局域网(WLAN)信号强度(Signal Strength)和服务设定识别符(Service Set Identifier)作为数据源,推断用户在室内的空间位置信息,再进一步结合用户所在的环境信息,利用贝叶斯网络方法对用户的行为习惯和属性进行推断。Kanda等(2007)利用射频识别技术,获取参观者在博物馆内的空间位置采样数据,根据参观者在参观活动中表现出的行为习惯,结合展品的属性特征,判断参观者是否为儿童或者参观团体中是否包含儿童。
我们处在一个“大数据”时代,传感器无处不在,各种数据源源不断地产生。在这一背景下,室内定位的发展和普及离不开泛在传感器网络的支持。从定位技术来看,相对于蓝牙、射频识别、红外线等,“智能手机+WiFi”(Rekimoto et al, 2007)这种定位模式由于具有覆盖范围广、成本低廉、无需专门设备支持并易与用户交互等优点,是一种最具应用前景的室内定位技术。从应用层面来看,泛在传感器网络支持下的室内定位及相关服务应成为基于位置的服务(LBS)领域下一个有力的增长点。同时,室内定位为智慧城市建设提供必要的技术支撑和数据保障。数据分析方面,时空行为特征的研究是基础,在此基础上的个体属性推断及人与室内环境的相互作用形式和机理是重点;多时空尺度数据融合,以达到对城市空间中人文与社会经济活动全方位的感知是一种趋势。
The authors have declared that no competing interests exist.
[LiuY, Kang CG.2014. Renlei yidong moshi de duochidu fenxi fangfa tansuo[M]//Chai Y W. The frontiers of space-time behavior research. Nanjing, China: Southeast University Press:110-121.]
Analysis of people trajectories with ubiquitous sensors in a science museum
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KholodM, NakaharaT, AzumaH, et al.2010.
The influence of shopping path length on purchase behavior in grocery store
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Indoor positioning system using geomagnetic anomalies for smartphones
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TröndleM, GreenwoodS, KirchbergV, et al.2012.
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TröndleM, TschacherW.2012.
The physiology of phenomenology: The effects of artworks
[J]. Empirical Studies of the Arts, 30(1): 75-113.
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WerbJ, LanzlC.1998.
Designing a positioning system for finding things and people indoors
... 时空行为是人文地理学研究的重要内容,而获取个体在出行活动中的时空位置数据是研究人类时空行为的前提.传统的时空位置数据获取方式包括出行调查和出行日志等,这些数据在一定程度上满足了时空行为研究的需要,但也存在数据获取成本高、时空分辨率低及误差较大等问题.因此,数据获取成了制约时空行为研究进一步发展的主要因素.然而,随着信息和传感器技术的发展,空间定位服务的成本逐渐降低,普通居民也能轻松获得高精度的空间定位服务.尤其是以智能手机为代表的移动终端设备的大规模普及,使大范围、实时、高效、高精度地获取用户的时空位置信息成为现实.基于大数据,研究个体或群体的行为,发现活动中蕴含的空间认知规律及空间行为和交互模式,建立以人为本的地理信息服务,进而支持个体或群体时空行为决策,已成为地理信息科学研究的前沿问题(刘瑜, 康朝贵, 王法辉, 2014).考虑到个体移动模式与时间和空间尺度密切相关,刘瑜等根据人类活动的具体特点,将人的活动范围分为城市间(Inter-City)、城市(Intra-City)和亚城市(Sub-City) 3个空间尺度(刘瑜, 康朝贵, 2014),但这些尺度的研究都只关注人在城市室外空间的活动(Wolf et al, 2001; Zheng et al, 2008; Yalowitz et al, 2009; Yue et al, 2009),对于时间占城市中人类活动时间超过70%的室内活动,却不曾涉及.因此,本文认为有必要在3个空间尺度的基础上再加上微城市(Micro-City)尺度,主要关注人在城市建筑物内部空间的活动,使人类时空行为的研究在空间尺度上达到全覆盖(周成虎, 2015).与早期室外空间中时空行为研究遇到的问题一样,室内时空行为研究的主要制约因素依然是时空位置数据的获取.然而,随着室内定位技术的出现并日益成熟,已实现了个体在建筑物内部空间位置数据的获取,室内空间中人类时空行为研究引起了学界的关注. ...
大数据驱动的人类移动模式和模型研究
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2014
... 时空行为是人文地理学研究的重要内容,而获取个体在出行活动中的时空位置数据是研究人类时空行为的前提.传统的时空位置数据获取方式包括出行调查和出行日志等,这些数据在一定程度上满足了时空行为研究的需要,但也存在数据获取成本高、时空分辨率低及误差较大等问题.因此,数据获取成了制约时空行为研究进一步发展的主要因素.然而,随着信息和传感器技术的发展,空间定位服务的成本逐渐降低,普通居民也能轻松获得高精度的空间定位服务.尤其是以智能手机为代表的移动终端设备的大规模普及,使大范围、实时、高效、高精度地获取用户的时空位置信息成为现实.基于大数据,研究个体或群体的行为,发现活动中蕴含的空间认知规律及空间行为和交互模式,建立以人为本的地理信息服务,进而支持个体或群体时空行为决策,已成为地理信息科学研究的前沿问题(刘瑜, 康朝贵, 王法辉, 2014).考虑到个体移动模式与时间和空间尺度密切相关,刘瑜等根据人类活动的具体特点,将人的活动范围分为城市间(Inter-City)、城市(Intra-City)和亚城市(Sub-City) 3个空间尺度(刘瑜, 康朝贵, 2014),但这些尺度的研究都只关注人在城市室外空间的活动(Wolf et al, 2001; Zheng et al, 2008; Yalowitz et al, 2009; Yue et al, 2009),对于时间占城市中人类活动时间超过70%的室内活动,却不曾涉及.因此,本文认为有必要在3个空间尺度的基础上再加上微城市(Micro-City)尺度,主要关注人在城市建筑物内部空间的活动,使人类时空行为的研究在空间尺度上达到全覆盖(周成虎, 2015).与早期室外空间中时空行为研究遇到的问题一样,室内时空行为研究的主要制约因素依然是时空位置数据的获取.然而,随着室内定位技术的出现并日益成熟,已实现了个体在建筑物内部空间位置数据的获取,室内空间中人类时空行为研究引起了学界的关注. ...
全空间地理信息系统展望
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2015
... 时空行为是人文地理学研究的重要内容,而获取个体在出行活动中的时空位置数据是研究人类时空行为的前提.传统的时空位置数据获取方式包括出行调查和出行日志等,这些数据在一定程度上满足了时空行为研究的需要,但也存在数据获取成本高、时空分辨率低及误差较大等问题.因此,数据获取成了制约时空行为研究进一步发展的主要因素.然而,随着信息和传感器技术的发展,空间定位服务的成本逐渐降低,普通居民也能轻松获得高精度的空间定位服务.尤其是以智能手机为代表的移动终端设备的大规模普及,使大范围、实时、高效、高精度地获取用户的时空位置信息成为现实.基于大数据,研究个体或群体的行为,发现活动中蕴含的空间认知规律及空间行为和交互模式,建立以人为本的地理信息服务,进而支持个体或群体时空行为决策,已成为地理信息科学研究的前沿问题(刘瑜, 康朝贵, 王法辉, 2014).考虑到个体移动模式与时间和空间尺度密切相关,刘瑜等根据人类活动的具体特点,将人的活动范围分为城市间(Inter-City)、城市(Intra-City)和亚城市(Sub-City) 3个空间尺度(刘瑜, 康朝贵, 2014),但这些尺度的研究都只关注人在城市室外空间的活动(Wolf et al, 2001; Zheng et al, 2008; Yalowitz et al, 2009; Yue et al, 2009),对于时间占城市中人类活动时间超过70%的室内活动,却不曾涉及.因此,本文认为有必要在3个空间尺度的基础上再加上微城市(Micro-City)尺度,主要关注人在城市建筑物内部空间的活动,使人类时空行为的研究在空间尺度上达到全覆盖(周成虎, 2015).与早期室外空间中时空行为研究遇到的问题一样,室内时空行为研究的主要制约因素依然是时空位置数据的获取.然而,随着室内定位技术的出现并日益成熟,已实现了个体在建筑物内部空间位置数据的获取,室内空间中人类时空行为研究引起了学界的关注. ...
全空间地理信息系统展望
1
2015
... 时空行为是人文地理学研究的重要内容,而获取个体在出行活动中的时空位置数据是研究人类时空行为的前提.传统的时空位置数据获取方式包括出行调查和出行日志等,这些数据在一定程度上满足了时空行为研究的需要,但也存在数据获取成本高、时空分辨率低及误差较大等问题.因此,数据获取成了制约时空行为研究进一步发展的主要因素.然而,随着信息和传感器技术的发展,空间定位服务的成本逐渐降低,普通居民也能轻松获得高精度的空间定位服务.尤其是以智能手机为代表的移动终端设备的大规模普及,使大范围、实时、高效、高精度地获取用户的时空位置信息成为现实.基于大数据,研究个体或群体的行为,发现活动中蕴含的空间认知规律及空间行为和交互模式,建立以人为本的地理信息服务,进而支持个体或群体时空行为决策,已成为地理信息科学研究的前沿问题(刘瑜, 康朝贵, 王法辉, 2014).考虑到个体移动模式与时间和空间尺度密切相关,刘瑜等根据人类活动的具体特点,将人的活动范围分为城市间(Inter-City)、城市(Intra-City)和亚城市(Sub-City) 3个空间尺度(刘瑜, 康朝贵, 2014),但这些尺度的研究都只关注人在城市室外空间的活动(Wolf et al, 2001; Zheng et al, 2008; Yalowitz et al, 2009; Yue et al, 2009),对于时间占城市中人类活动时间超过70%的室内活动,却不曾涉及.因此,本文认为有必要在3个空间尺度的基础上再加上微城市(Micro-City)尺度,主要关注人在城市建筑物内部空间的活动,使人类时空行为的研究在空间尺度上达到全覆盖(周成虎, 2015).与早期室外空间中时空行为研究遇到的问题一样,室内时空行为研究的主要制约因素依然是时空位置数据的获取.然而,随着室内定位技术的出现并日益成熟,已实现了个体在建筑物内部空间位置数据的获取,室内空间中人类时空行为研究引起了学界的关注. ...
An IR local positioning system for smart items and devices
1
2003
... 20世纪90年代中后期,有学者提出了将无线信号用于室内空间定位的基本思想和技术路线(Pahlavan et al, 1998),相关的定位系统也陆续被设计出来(Werb et al, 1998; Estrin et al, 1999).由于应用前景广阔,室内定位迅速引起了广泛关注,许多研究人员开始进行室内定位理论、传感器技术及定位系统实现方面的研究.经过近20年的发展,室内定位在理论和技术方面都已十分成熟.尤其是随着传感器技术的发展,许多无线传感器技术被用于室内定位,从目前来看主要包括蓝牙(Bluetooth)(Feldmann et al, 2003)、射频识别(RFID)( Bekkali et al, 2007)、无线局域网(WLAN)(Li et al, 2006)、红外线(IR)(Aitenbichler et al, 2003)、超声波(Ultrasonic)(Hazas et al, 2006)、紫蜂(ZigBee)(Larranaga et al, 2010)、超宽带(UWB)(Gigl et al, 2007)、灯光(LED)(Hann et al, 2010)和地磁感应(Geomagnetism)(Kim et al, 2012) 等.虽然用于室内定位的传感器技术较多,但从原理上来看,可将室内定位方法分为3种：三角测量法(Triangulation)、场景分析法(Scene Analysis)和邻近法(Proximity)(Hightower et al, 2001). ...
Experimenting an indoor bluetooth-based positioning service
0
2003
RADAR: An in-building RF-based user location and tracking system
0
2000
RFID indoor positioning based on probabilistic RFID map and Kalman filtering
1
2007
... 20世纪90年代中后期,有学者提出了将无线信号用于室内空间定位的基本思想和技术路线(Pahlavan et al, 1998),相关的定位系统也陆续被设计出来(Werb et al, 1998; Estrin et al, 1999).由于应用前景广阔,室内定位迅速引起了广泛关注,许多研究人员开始进行室内定位理论、传感器技术及定位系统实现方面的研究.经过近20年的发展,室内定位在理论和技术方面都已十分成熟.尤其是随着传感器技术的发展,许多无线传感器技术被用于室内定位,从目前来看主要包括蓝牙(Bluetooth)(Feldmann et al, 2003)、射频识别(RFID)( Bekkali et al, 2007)、无线局域网(WLAN)(Li et al, 2006)、红外线(IR)(Aitenbichler et al, 2003)、超声波(Ultrasonic)(Hazas et al, 2006)、紫蜂(ZigBee)(Larranaga et al, 2010)、超宽带(UWB)(Gigl et al, 2007)、灯光(LED)(Hann et al, 2010)和地磁感应(Geomagnetism)(Kim et al, 2012) 等.虽然用于室内定位的传感器技术较多,但从原理上来看,可将室内定位方法分为3种：三角测量法(Triangulation)、场景分析法(Scene Analysis)和邻近法(Proximity)(Hightower et al, 2001). ...
WiFi-based enhanced positioning systems: Accuracy through mapping, calibration, and classification
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2010
... (3) 人群分布的热点探测.人类活动时空分布中的热点,反映了人群由于对特定空间区域的偏好或受热点事件吸引而表现出的空间集聚现象.通过室内定位技术采集个体在室内活动的时空位置数据,利用空间分析和可视化等手段,可以探测人群在室内活动的热点分布及变化情况.例如,Petrenko等(2014)利用iEpi手机应用(Hashemian et al, 2012)和SaskEPS算法(Bell et al, 2010),提出了一种在现有条件下获取用户室内时空位置及在此基础上了解人在室内活动和空间行为的理论框架,并根据实测得到的萨斯喀彻温(Saskatchewan)大学37名学生41天的室内活动位置数据,结合GIS空间分析和可视化方法,探测这些学生在不同时间和不同楼层活动热点的分布情况,分析学术活动和考试等事件对学生分布热点的影响. ...
A conceptual framework for an individual-based spatially explicit epidemiological model
1
2004
... 移动模式是个体在认知、经验、心理因素及周边环境影响下,时空行为决策的外在表现.宏观尺度(城市间、城市和亚城市尺度)上个体或群体移动模式的研究,可从精细尺度上对城市空间结构和城市动态过程进行刻画,包括城市土地利用分类(Pei et al, 2014)、城市交通状况感知(Liu et al, 2012)、疾病在空间上的扩散(Bian, 2004)等.类似地,微观尺度(微城市尺度)上个体或群体移动模式的研究也可为室内路径规划、室内陈设布局等提供一种新的理论和解决方案.目前,这方面的研究可分为2类： ...
Analysing spatiotemporal sequences in Bluetooth tracking data
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2012
... (2) 人群移动的流模式.流模式主要关注人群在室内不同兴趣点之间的切换情况,而忽略个体移动过程中的详细轨迹信息.流模式的研究对于发现人群流动的频繁模式,认识室内人群流动的空间结构及兴趣点之间的相互作用情况具有重要意义.这类研究所用的定位数据通常只需记录个体到访室内兴趣点的时间及在不同兴趣点的停留时长即可,属于前文提及的符号位置数据.例如,Delafontaine等(2012)根据比利时根特酒店展(Horeca Expo in Ghent, Belgium)上获取的蓝牙定位数据,得到参观者在607个展台的参观序列,并利用序列对比方法,对参观者在不同展台之间的流模式进行分析.Yoshimura等(2014)根据从卢浮宫获取的游客参观序列数据,分析得到了游客参观的主导序列,并认为连接这一序列的路径是在最短时间内参观完卢浮宫所有展品的最优路径. ...
Next century challenges: Scalable coordination in sensor networks
1
1999
... 20世纪90年代中后期,有学者提出了将无线信号用于室内空间定位的基本思想和技术路线(Pahlavan et al, 1998),相关的定位系统也陆续被设计出来(Werb et al, 1998; Estrin et al, 1999).由于应用前景广阔,室内定位迅速引起了广泛关注,许多研究人员开始进行室内定位理论、传感器技术及定位系统实现方面的研究.经过近20年的发展,室内定位在理论和技术方面都已十分成熟.尤其是随着传感器技术的发展,许多无线传感器技术被用于室内定位,从目前来看主要包括蓝牙(Bluetooth)(Feldmann et al, 2003)、射频识别(RFID)( Bekkali et al, 2007)、无线局域网(WLAN)(Li et al, 2006)、红外线(IR)(Aitenbichler et al, 2003)、超声波(Ultrasonic)(Hazas et al, 2006)、紫蜂(ZigBee)(Larranaga et al, 2010)、超宽带(UWB)(Gigl et al, 2007)、灯光(LED)(Hann et al, 2010)和地磁感应(Geomagnetism)(Kim et al, 2012) 等.虽然用于室内定位的传感器技术较多,但从原理上来看,可将室内定位方法分为3种：三角测量法(Triangulation)、场景分析法(Scene Analysis)和邻近法(Proximity)(Hightower et al, 2001). ...
An indoor bluetooth-based positioning system: Concept, implementation and experimental evaluation
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2003
... 20世纪90年代中后期,有学者提出了将无线信号用于室内空间定位的基本思想和技术路线(Pahlavan et al, 1998),相关的定位系统也陆续被设计出来(Werb et al, 1998; Estrin et al, 1999).由于应用前景广阔,室内定位迅速引起了广泛关注,许多研究人员开始进行室内定位理论、传感器技术及定位系统实现方面的研究.经过近20年的发展,室内定位在理论和技术方面都已十分成熟.尤其是随着传感器技术的发展,许多无线传感器技术被用于室内定位,从目前来看主要包括蓝牙(Bluetooth)(Feldmann et al, 2003)、射频识别(RFID)( Bekkali et al, 2007)、无线局域网(WLAN)(Li et al, 2006)、红外线(IR)(Aitenbichler et al, 2003)、超声波(Ultrasonic)(Hazas et al, 2006)、紫蜂(ZigBee)(Larranaga et al, 2010)、超宽带(UWB)(Gigl et al, 2007)、灯光(LED)(Hann et al, 2010)和地磁感应(Geomagnetism)(Kim et al, 2012) 等.虽然用于室内定位的传感器技术较多,但从原理上来看,可将室内定位方法分为3种：三角测量法(Triangulation)、场景分析法(Scene Analysis)和邻近法(Proximity)(Hightower et al, 2001). ...
Measuring and evaluating real service operations with human-behavior sensing: A case study in a Japanese cuisine restaurant
Analysis of a UWB indoor positioning system based on received signal strength
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2007
... 20世纪90年代中后期,有学者提出了将无线信号用于室内空间定位的基本思想和技术路线(Pahlavan et al, 1998),相关的定位系统也陆续被设计出来(Werb et al, 1998; Estrin et al, 1999).由于应用前景广阔,室内定位迅速引起了广泛关注,许多研究人员开始进行室内定位理论、传感器技术及定位系统实现方面的研究.经过近20年的发展,室内定位在理论和技术方面都已十分成熟.尤其是随着传感器技术的发展,许多无线传感器技术被用于室内定位,从目前来看主要包括蓝牙(Bluetooth)(Feldmann et al, 2003)、射频识别(RFID)( Bekkali et al, 2007)、无线局域网(WLAN)(Li et al, 2006)、红外线(IR)(Aitenbichler et al, 2003)、超声波(Ultrasonic)(Hazas et al, 2006)、紫蜂(ZigBee)(Larranaga et al, 2010)、超宽带(UWB)(Gigl et al, 2007)、灯光(LED)(Hann et al, 2010)和地磁感应(Geomagnetism)(Kim et al, 2012) 等.虽然用于室内定位的传感器技术较多,但从原理上来看,可将室内定位方法分为3种：三角测量法(Triangulation)、场景分析法(Scene Analysis)和邻近法(Proximity)(Hightower et al, 2001). ...
White LED ceiling lights positioning systems for optical wireless indoor applications
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2010
... 20世纪90年代中后期,有学者提出了将无线信号用于室内空间定位的基本思想和技术路线(Pahlavan et al, 1998),相关的定位系统也陆续被设计出来(Werb et al, 1998; Estrin et al, 1999).由于应用前景广阔,室内定位迅速引起了广泛关注,许多研究人员开始进行室内定位理论、传感器技术及定位系统实现方面的研究.经过近20年的发展,室内定位在理论和技术方面都已十分成熟.尤其是随着传感器技术的发展,许多无线传感器技术被用于室内定位,从目前来看主要包括蓝牙(Bluetooth)(Feldmann et al, 2003)、射频识别(RFID)( Bekkali et al, 2007)、无线局域网(WLAN)(Li et al, 2006)、红外线(IR)(Aitenbichler et al, 2003)、超声波(Ultrasonic)(Hazas et al, 2006)、紫蜂(ZigBee)(Larranaga et al, 2010)、超宽带(UWB)(Gigl et al, 2007)、灯光(LED)(Hann et al, 2010)和地磁感应(Geomagnetism)(Kim et al, 2012) 等.虽然用于室内定位的传感器技术较多,但从原理上来看,可将室内定位方法分为3种：三角测量法(Triangulation)、场景分析法(Scene Analysis)和邻近法(Proximity)(Hightower et al, 2001). ...
The anatomy of a context-aware application
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2002
Human network data collection in the wild: the epidemiological utility of micro-contact and location data
1
2012
... (3) 人群分布的热点探测.人类活动时空分布中的热点,反映了人群由于对特定空间区域的偏好或受热点事件吸引而表现出的空间集聚现象.通过室内定位技术采集个体在室内活动的时空位置数据,利用空间分析和可视化等手段,可以探测人群在室内活动的热点分布及变化情况.例如,Petrenko等(2014)利用iEpi手机应用(Hashemian et al, 2012)和SaskEPS算法(Bell et al, 2010),提出了一种在现有条件下获取用户室内时空位置及在此基础上了解人在室内活动和空间行为的理论框架,并根据实测得到的萨斯喀彻温(Saskatchewan)大学37名学生41天的室内活动位置数据,结合GIS空间分析和可视化方法,探测这些学生在不同时间和不同楼层活动热点的分布情况,分析学术活动和考试等事件对学生分布热点的影响. ...
Broadband ultrasonic location systems for improved indoor positioning
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2006
... 20世纪90年代中后期,有学者提出了将无线信号用于室内空间定位的基本思想和技术路线(Pahlavan et al, 1998),相关的定位系统也陆续被设计出来(Werb et al, 1998; Estrin et al, 1999).由于应用前景广阔,室内定位迅速引起了广泛关注,许多研究人员开始进行室内定位理论、传感器技术及定位系统实现方面的研究.经过近20年的发展,室内定位在理论和技术方面都已十分成熟.尤其是随着传感器技术的发展,许多无线传感器技术被用于室内定位,从目前来看主要包括蓝牙(Bluetooth)(Feldmann et al, 2003)、射频识别(RFID)( Bekkali et al, 2007)、无线局域网(WLAN)(Li et al, 2006)、红外线(IR)(Aitenbichler et al, 2003)、超声波(Ultrasonic)(Hazas et al, 2006)、紫蜂(ZigBee)(Larranaga et al, 2010)、超宽带(UWB)(Gigl et al, 2007)、灯光(LED)(Hann et al, 2010)和地磁感应(Geomagnetism)(Kim et al, 2012) 等.虽然用于室内定位的传感器技术较多,但从原理上来看,可将室内定位方法分为3种：三角测量法(Triangulation)、场景分析法(Scene Analysis)和邻近法(Proximity)(Hightower et al, 2001). ...
A survey and taxonomy of location systems for ubiquitous computing
1
2001
... 20世纪90年代中后期,有学者提出了将无线信号用于室内空间定位的基本思想和技术路线(Pahlavan et al, 1998),相关的定位系统也陆续被设计出来(Werb et al, 1998; Estrin et al, 1999).由于应用前景广阔,室内定位迅速引起了广泛关注,许多研究人员开始进行室内定位理论、传感器技术及定位系统实现方面的研究.经过近20年的发展,室内定位在理论和技术方面都已十分成熟.尤其是随着传感器技术的发展,许多无线传感器技术被用于室内定位,从目前来看主要包括蓝牙(Bluetooth)(Feldmann et al, 2003)、射频识别(RFID)( Bekkali et al, 2007)、无线局域网(WLAN)(Li et al, 2006)、红外线(IR)(Aitenbichler et al, 2003)、超声波(Ultrasonic)(Hazas et al, 2006)、紫蜂(ZigBee)(Larranaga et al, 2010)、超宽带(UWB)(Gigl et al, 2007)、灯光(LED)(Hann et al, 2010)和地磁感应(Geomagnetism)(Kim et al, 2012) 等.虽然用于室内定位的传感器技术较多,但从原理上来看,可将室内定位方法分为3种：三角测量法(Triangulation)、场景分析法(Scene Analysis)和邻近法(Proximity)(Hightower et al, 2001). ...
A WLAN and ZigBee coexistence mechanism for wearable health monitoring system
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2009
Testing behavioral hypotheses using an integrated model of grocery store shopping path and purchase behavior
Analysis of people trajectories with ubiquitous sensors in a science museum
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2007
The influence of shopping path length on purchase behavior in grocery store
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2010
Indoor positioning system using geomagnetic anomalies for smartphones
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2012
... 20世纪90年代中后期,有学者提出了将无线信号用于室内空间定位的基本思想和技术路线(Pahlavan et al, 1998),相关的定位系统也陆续被设计出来(Werb et al, 1998; Estrin et al, 1999).由于应用前景广阔,室内定位迅速引起了广泛关注,许多研究人员开始进行室内定位理论、传感器技术及定位系统实现方面的研究.经过近20年的发展,室内定位在理论和技术方面都已十分成熟.尤其是随着传感器技术的发展,许多无线传感器技术被用于室内定位,从目前来看主要包括蓝牙(Bluetooth)(Feldmann et al, 2003)、射频识别(RFID)( Bekkali et al, 2007)、无线局域网(WLAN)(Li et al, 2006)、红外线(IR)(Aitenbichler et al, 2003)、超声波(Ultrasonic)(Hazas et al, 2006)、紫蜂(ZigBee)(Larranaga et al, 2010)、超宽带(UWB)(Gigl et al, 2007)、灯光(LED)(Hann et al, 2010)和地磁感应(Geomagnetism)(Kim et al, 2012) 等.虽然用于室内定位的传感器技术较多,但从原理上来看,可将室内定位方法分为3种：三角测量法(Triangulation)、场景分析法(Scene Analysis)和邻近法(Proximity)(Hightower et al, 2001). ...
An environment adaptive ZigBee-based indoor positioning algorithm
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2010
... 20世纪90年代中后期,有学者提出了将无线信号用于室内空间定位的基本思想和技术路线(Pahlavan et al, 1998),相关的定位系统也陆续被设计出来(Werb et al, 1998; Estrin et al, 1999).由于应用前景广阔,室内定位迅速引起了广泛关注,许多研究人员开始进行室内定位理论、传感器技术及定位系统实现方面的研究.经过近20年的发展,室内定位在理论和技术方面都已十分成熟.尤其是随着传感器技术的发展,许多无线传感器技术被用于室内定位,从目前来看主要包括蓝牙(Bluetooth)(Feldmann et al, 2003)、射频识别(RFID)( Bekkali et al, 2007)、无线局域网(WLAN)(Li et al, 2006)、红外线(IR)(Aitenbichler et al, 2003)、超声波(Ultrasonic)(Hazas et al, 2006)、紫蜂(ZigBee)(Larranaga et al, 2010)、超宽带(UWB)(Gigl et al, 2007)、灯光(LED)(Hann et al, 2010)和地磁感应(Geomagnetism)(Kim et al, 2012) 等.虽然用于室内定位的传感器技术较多,但从原理上来看,可将室内定位方法分为3种：三角测量法(Triangulation)、场景分析法(Scene Analysis)和邻近法(Proximity)(Hightower et al, 2001). ...
An exploratory look at supermarket shopping paths
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2005
Indoor positioning techniques based on wireless LAN
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2006
... 20世纪90年代中后期,有学者提出了将无线信号用于室内空间定位的基本思想和技术路线(Pahlavan et al, 1998),相关的定位系统也陆续被设计出来(Werb et al, 1998; Estrin et al, 1999).由于应用前景广阔,室内定位迅速引起了广泛关注,许多研究人员开始进行室内定位理论、传感器技术及定位系统实现方面的研究.经过近20年的发展,室内定位在理论和技术方面都已十分成熟.尤其是随着传感器技术的发展,许多无线传感器技术被用于室内定位,从目前来看主要包括蓝牙(Bluetooth)(Feldmann et al, 2003)、射频识别(RFID)( Bekkali et al, 2007)、无线局域网(WLAN)(Li et al, 2006)、红外线(IR)(Aitenbichler et al, 2003)、超声波(Ultrasonic)(Hazas et al, 2006)、紫蜂(ZigBee)(Larranaga et al, 2010)、超宽带(UWB)(Gigl et al, 2007)、灯光(LED)(Hann et al, 2010)和地磁感应(Geomagnetism)(Kim et al, 2012) 等.虽然用于室内定位的传感器技术较多,但从原理上来看,可将室内定位方法分为3种：三角测量法(Triangulation)、场景分析法(Scene Analysis)和邻近法(Proximity)(Hightower et al, 2001). ...
Methods for analysis of spatio-temporal bluetooth tracking data
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2014
Survey of wireless indoor positioning techniques and systems
Urban land uses and traffic ‘source-sink areas’: Evidence from GPS-enabled taxi data in Shanghai
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2012
... 移动模式是个体在认知、经验、心理因素及周边环境影响下,时空行为决策的外在表现.宏观尺度(城市间、城市和亚城市尺度)上个体或群体移动模式的研究,可从精细尺度上对城市空间结构和城市动态过程进行刻画,包括城市土地利用分类(Pei et al, 2014)、城市交通状况感知(Liu et al, 2012)、疾病在空间上的扩散(Bian, 2004)等.类似地,微观尺度(微城市尺度)上个体或群体移动模式的研究也可为室内路径规划、室内陈设布局等提供一种新的理论和解决方案.目前,这方面的研究可分为2类： ...
LANDMARC: Indoor location sensing using active RFID
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2003
Exploiting indoor location and mobile information for context-awareness service
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2012
... (2) 个体属性的推断.根据先验知识,确定行为习惯与个体属性之间的对应关系,进一步建立决策模型,将利用室内定位数据得到的行为习惯分析结果作为模型输入,可对个体的属性进行推断.例如,Noh等(2012)提出了一种推断用户行为习惯和相关属性的理论,该理论利用决策树方法,以移动设备连接的无线局域网(WLAN)信号强度(Signal Strength)和服务设定识别符(Service Set Identifier)作为数据源,推断用户在室内的空间位置信息,再进一步结合用户所在的环境信息,利用贝叶斯网络方法对用户的行为习惯和属性进行推断.Kanda等(2007)利用射频识别技术,获取参观者在博物馆内的空间位置采样数据,根据参观者在参观活动中表现出的行为习惯,结合展品的属性特征,判断参观者是否为儿童或者参观团体中是否包含儿童. ...
Wideband radio propagation modeling for indoor geolocation applications
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1998
... 20世纪90年代中后期,有学者提出了将无线信号用于室内空间定位的基本思想和技术路线(Pahlavan et al, 1998),相关的定位系统也陆续被设计出来(Werb et al, 1998; Estrin et al, 1999).由于应用前景广阔,室内定位迅速引起了广泛关注,许多研究人员开始进行室内定位理论、传感器技术及定位系统实现方面的研究.经过近20年的发展,室内定位在理论和技术方面都已十分成熟.尤其是随着传感器技术的发展,许多无线传感器技术被用于室内定位,从目前来看主要包括蓝牙(Bluetooth)(Feldmann et al, 2003)、射频识别(RFID)( Bekkali et al, 2007)、无线局域网(WLAN)(Li et al, 2006)、红外线(IR)(Aitenbichler et al, 2003)、超声波(Ultrasonic)(Hazas et al, 2006)、紫蜂(ZigBee)(Larranaga et al, 2010)、超宽带(UWB)(Gigl et al, 2007)、灯光(LED)(Hann et al, 2010)和地磁感应(Geomagnetism)(Kim et al, 2012) 等.虽然用于室内定位的传感器技术较多,但从原理上来看,可将室内定位方法分为3种：三角测量法(Triangulation)、场景分析法(Scene Analysis)和邻近法(Proximity)(Hightower et al, 2001). ...
A new insight into land use classification based on aggregated mobile phone data
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2014
... 移动模式是个体在认知、经验、心理因素及周边环境影响下,时空行为决策的外在表现.宏观尺度(城市间、城市和亚城市尺度)上个体或群体移动模式的研究,可从精细尺度上对城市空间结构和城市动态过程进行刻画,包括城市土地利用分类(Pei et al, 2014)、城市交通状况感知(Liu et al, 2012)、疾病在空间上的扩散(Bian, 2004)等.类似地,微观尺度(微城市尺度)上个体或群体移动模式的研究也可为室内路径规划、室内陈设布局等提供一种新的理论和解决方案.目前,这方面的研究可分为2类： ...
Exploring mobility indoors: An application of sensor-based and GIS systems
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2014
Interference during the use of an electromagnetic tracking system under OR conditions
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2002
LifeTag: WiFi-based continuous location logging for life pattern analysis
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2007
... 我们处在一个“大数据”时代,传感器无处不在,各种数据源源不断地产生.在这一背景下,室内定位的发展和普及离不开泛在传感器网络的支持.从定位技术来看,相对于蓝牙、射频识别、红外线等,“智能手机+WiFi”(Rekimoto et al, 2007)这种定位模式由于具有覆盖范围广、成本低廉、无需专门设备支持并易与用户交互等优点,是一种最具应用前景的室内定位技术.从应用层面来看,泛在传感器网络支持下的室内定位及相关服务应成为基于位置的服务(LBS)领域下一个有力的增长点.同时,室内定位为智慧城市建设提供必要的技术支撑和数据保障.数据分析方面,时空行为特征的研究是基础,在此基础上的个体属性推断及人与室内环境的相互作用形式和机理是重点;多时空尺度数据融合,以达到对城市空间中人文与社会经济活动全方位的感知是一种趋势. ...
An integrative and comprehensive methodology for studying aesthetic experience in the field: Merging movement tracking, physiology, and psychological data
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2012
The physiology of phenomenology: The effects of artworks
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2012
Designing a positioning system for finding things and people indoors
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1998
... 20世纪90年代中后期,有学者提出了将无线信号用于室内空间定位的基本思想和技术路线(Pahlavan et al, 1998),相关的定位系统也陆续被设计出来(Werb et al, 1998; Estrin et al, 1999).由于应用前景广阔,室内定位迅速引起了广泛关注,许多研究人员开始进行室内定位理论、传感器技术及定位系统实现方面的研究.经过近20年的发展,室内定位在理论和技术方面都已十分成熟.尤其是随着传感器技术的发展,许多无线传感器技术被用于室内定位,从目前来看主要包括蓝牙(Bluetooth)(Feldmann et al, 2003)、射频识别(RFID)( Bekkali et al, 2007)、无线局域网(WLAN)(Li et al, 2006)、红外线(IR)(Aitenbichler et al, 2003)、超声波(Ultrasonic)(Hazas et al, 2006)、紫蜂(ZigBee)(Larranaga et al, 2010)、超宽带(UWB)(Gigl et al, 2007)、灯光(LED)(Hann et al, 2010)和地磁感应(Geomagnetism)(Kim et al, 2012) 等.虽然用于室内定位的传感器技术较多,但从原理上来看,可将室内定位方法分为3种：三角测量法(Triangulation)、场景分析法(Scene Analysis)和邻近法(Proximity)(Hightower et al, 2001). ...
Elimination of the travel diary: Experiment to derive trip purpose from global positioning system travel data
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2001
... 时空行为是人文地理学研究的重要内容,而获取个体在出行活动中的时空位置数据是研究人类时空行为的前提.传统的时空位置数据获取方式包括出行调查和出行日志等,这些数据在一定程度上满足了时空行为研究的需要,但也存在数据获取成本高、时空分辨率低及误差较大等问题.因此,数据获取成了制约时空行为研究进一步发展的主要因素.然而,随着信息和传感器技术的发展,空间定位服务的成本逐渐降低,普通居民也能轻松获得高精度的空间定位服务.尤其是以智能手机为代表的移动终端设备的大规模普及,使大范围、实时、高效、高精度地获取用户的时空位置信息成为现实.基于大数据,研究个体或群体的行为,发现活动中蕴含的空间认知规律及空间行为和交互模式,建立以人为本的地理信息服务,进而支持个体或群体时空行为决策,已成为地理信息科学研究的前沿问题(刘瑜, 康朝贵, 王法辉, 2014).考虑到个体移动模式与时间和空间尺度密切相关,刘瑜等根据人类活动的具体特点,将人的活动范围分为城市间(Inter-City)、城市(Intra-City)和亚城市(Sub-City) 3个空间尺度(刘瑜, 康朝贵, 2014),但这些尺度的研究都只关注人在城市室外空间的活动(Wolf et al, 2001; Zheng et al, 2008; Yalowitz et al, 2009; Yue et al, 2009),对于时间占城市中人类活动时间超过70%的室内活动,却不曾涉及.因此,本文认为有必要在3个空间尺度的基础上再加上微城市(Micro-City)尺度,主要关注人在城市建筑物内部空间的活动,使人类时空行为的研究在空间尺度上达到全覆盖(周成虎, 2015).与早期室外空间中时空行为研究遇到的问题一样,室内时空行为研究的主要制约因素依然是时空位置数据的获取.然而,随着室内定位技术的出现并日益成熟,已实现了个体在建筑物内部空间位置数据的获取,室内空间中人类时空行为研究引起了学界的关注. ...
Timing and tracking: Unlocking visitor behavior
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2009
... 时空行为是人文地理学研究的重要内容,而获取个体在出行活动中的时空位置数据是研究人类时空行为的前提.传统的时空位置数据获取方式包括出行调查和出行日志等,这些数据在一定程度上满足了时空行为研究的需要,但也存在数据获取成本高、时空分辨率低及误差较大等问题.因此,数据获取成了制约时空行为研究进一步发展的主要因素.然而,随着信息和传感器技术的发展,空间定位服务的成本逐渐降低,普通居民也能轻松获得高精度的空间定位服务.尤其是以智能手机为代表的移动终端设备的大规模普及,使大范围、实时、高效、高精度地获取用户的时空位置信息成为现实.基于大数据,研究个体或群体的行为,发现活动中蕴含的空间认知规律及空间行为和交互模式,建立以人为本的地理信息服务,进而支持个体或群体时空行为决策,已成为地理信息科学研究的前沿问题(刘瑜, 康朝贵, 王法辉, 2014).考虑到个体移动模式与时间和空间尺度密切相关,刘瑜等根据人类活动的具体特点,将人的活动范围分为城市间(Inter-City)、城市(Intra-City)和亚城市(Sub-City) 3个空间尺度(刘瑜, 康朝贵, 2014),但这些尺度的研究都只关注人在城市室外空间的活动(Wolf et al, 2001; Zheng et al, 2008; Yalowitz et al, 2009; Yue et al, 2009),对于时间占城市中人类活动时间超过70%的室内活动,却不曾涉及.因此,本文认为有必要在3个空间尺度的基础上再加上微城市(Micro-City)尺度,主要关注人在城市建筑物内部空间的活动,使人类时空行为的研究在空间尺度上达到全覆盖(周成虎, 2015).与早期室外空间中时空行为研究遇到的问题一样,室内时空行为研究的主要制约因素依然是时空位置数据的获取.然而,随着室内定位技术的出现并日益成熟,已实现了个体在建筑物内部空间位置数据的获取,室内空间中人类时空行为研究引起了学界的关注. ...
New tools for studying visitor behaviours in museums: A case study at the Louvre
, 宋辞
