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)
意大利人萨拉:从“中国迷”到“中意你”******
(新春见闻)意大利人萨拉:从“中国迷”到“中意你”
中新社昆明2月3日电 题:意大利人萨拉:从“中国迷”到“中意你”
作者 罗婕
在中国生活了13年的萨拉(Zago Sara),近日回到家乡意大利戈里齐亚与家人团聚。春节过后,她和阔别许久的朋友们到中餐馆聚会,向他们介绍“中意你”的新伙伴和他们在中国的故事。
两年前,萨拉与中国好友王心怡在云南昆明发起“中意你|Kunming-Italia”主题分享活动,成为新冠疫情期间两国民间文化交流的新窗口。
来中国前,萨拉已是一个“中国迷”。大学时,她开始学习中文,并爱上中国历史文化。2010年,她通过交换学习的机会来到中国,并决定留在昆明一家企业谋求发展。
“这里四通八达,自然环境优越,和我的家乡十分相似。”享受着“春城”生活,萨拉笑说,“云南是我想住一辈子的地方”。
如今,萨拉从事意中两国间的跨境贸易,成为中国意大利商会成员。她将自己的事业比作一座桥梁,“让两国企业了解彼此市场,创造更大的商业价值”。
中意同为文明古国。作为世界文化遗产最多的国家之一,意大利将手工艺视为国粹。萨拉对传统手工艺情有独钟,2018年,她决定在中国创业,推动意大利手工艺品进入中国市场。
“云南的古老手工艺也带给我巨大惊喜。”行走云南多年,萨拉收集大理扎染、丽江银胎掐丝珐琅器等一众极具民族特色的非遗工艺品,计划作为展品向意大利手工艺展会推介。“但当时受疫情影响,计划只得搁置。”
2021年,王心怡从意大利回到中国。王心怡是一名策展人,在意大利学习生活11年,从事两国间的文化、艺术交流推广。萨拉说,“我们看法一致,疫情能阻碍人员往来,但不能阻挡人文交流。”
于是,两人一拍即合,共同发起“中意你”活动,吸引对中意两国文化感兴趣的多国友人,一同感受文化碰撞,加深彼此了解,打破刻板印象。
“看见差异是相互理解的开始。”一次“中意你”的电影文化主题交流让王心怡印象深刻,“看完中国新派武侠的传承之作和充满‘意国风情’的经典影片,大家从美学呈现聊到电影所表现的价值观,对两国文化的认知更进一步”。
王心怡表示,“中意你”创办两年来,以电影文化、女性力量、饮食文化、旅游记忆等话题举办十余场活动,吸引数百位中意文化爱好者。
回到意大利后,萨拉萌生新想法——将“中意你”落地意大利。“我想重启计划,推广云南工艺品到意大利。相信不管是商品贸易还是人文交流,都将迎来新机遇。”萨拉说。
春节期间,意大利罗马、米兰、威尼斯等多个城市举办庆祝活动,盛大而热闹的场景让萨拉感受到,当地人对中国文化充满好奇和热情,“可以期待‘中意你’的种子在意大利萌发新芽”。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)