在很多人的印象里,定位技术似乎已经足够成熟。打开手机地图,可以导航到目的地;打开打车软件,可以准确找到上车点;外卖员也能顺利把餐送到楼下。但真正进入商场、学校、医院、地铁站等复杂建筑后,人们很快会发现,定位并没有想象中那么“精准”。地图提示“已到达附近”,却无法告诉你是在B1还是5楼;同一栋建筑里,相隔几层楼的人,地图上的位置几乎重叠。对成年人来说,这只是导航体验的问题。
对儿童来说,它却意味着另一种安全需求。
楼层定位的难点在于,室内环境对传统定位并不友好。GPS信号进了建筑物会变弱,Wi-Fi和基站能帮助判断大致位置,却很难单独回答“人在几楼”。所以儿童手表要做楼层定位,不能只依赖一种信号,而是要把气压、Wi-Fi、传感器数据和算法判断结合起来,尽量把“在附近”变成“在某一层、靠近某个区域”。其中十分关键的一层,是气压计。
初中物理就教过:海拔越高,气压越低。一层楼高约3米,气压变化微乎其微。但儿童手表里那颗高精度MEMS气压计,偏偏就能捕捉到这种变化。手表先记录“基准楼层”的气压,当佩戴者坐电梯或爬楼梯到新楼层时,记录新的气压值,通过气压差计算楼层高度差。
于是儿童手表加上了Wi-Fi信号指纹识别技术。手表并不需要连接Wi-Fi,只要开关开着,它就会像接收器一样扫描周围所有Wi-Fi路由器的MAC地址和信号强度,形成一个独特的“信号指纹”。气压计给出“大概在几楼”的初步判断,Wi-Fi指纹完成精准匹配——两层叠加,楼层定位就初步确定了。
小天才旗舰产品上,除了MEMS高精度气压传感器外和Wi-Fi信号指纹识别,他们还融合指南针磁力传感器、九轴陀螺仪、双频卫星定位芯片等N种传感器数据保证楼层定位的精准度。
多维度传感器数据的采集是基础,要实现楼层定位,针对数据的算法,模型的优化更是长期的数据工程。一栋商场、一所学校、一家医院,每一层楼都有不同的无线信号环境。气压可以判断高度变化,但真正决定“这是3楼还是4楼”的,是每栋建筑独有的无线信号指纹。每当一个孩子从一楼乘电梯到五楼,手表都会采集当前楼层的气压、Wi-Fi信号组合等信息。在完成脱敏处理后,这些数据会用于更新对应建筑的楼层信号指纹数据库。
随着越来越多用户参与,这张数据库不断丰富——越来越多的建筑、越来越多的楼层、越来越多数据加入模型。用户越多,数据越丰富,定位越准;定位越准,用的人越多,数据越丰富——这形成了正向循环的数据飞轮,也是儿童手表头部品牌保持领先的壁垒。
最终形成的,不仅是一块手表的定位能力,而是一张持续生长的室内定位地图。(赖强)